为优化高强耐热镁合金WE54的化学成分范围,采用常温力学性能和高温性能检测,研究了Y、Gd、Nd、Zr元素对WE54合金力学性能的影响和作用。实验结果表明:当w(Y)=5.5%,w(Zr)=0.5%~0.6%,w(Gd)=2.0%,w(Nd)=1.6%~1.9%(质量分数)时,合金具有良好的综合性能。
WE54合金是一种国外应用比较***的Mg-RE-Zr耐热镁合金,在室温及高温具有良好的抗拉性能、抗蠕变性能和抗疲劳性能,能在振动、沙尘、高温等比较恶劣的环境中服役,在国外***应用于航空、航天、军事以及***赛车等领域。英国Elektron公司生产的WE54合金室温抗拉强度达到28
镁合金棒WE54是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小,比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,***性能好。主要合金赜新?锌,锰,铈,钍以及少量锆或镉等。目前使用***的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
镁合金棒WE54比重在所有结构用合金中属于***轻者,因此,在不减少悴考那慷认?可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。在相同载荷下,减振性是铝的100倍,钛合金的300～500倍。电磁屏蔽性佳,3C产品的外壳（手机及电脑）要能够提供的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。质感佳,镁合金的外观及触摸质感***,使产品更具豪华感,而且,在空气中更不容易腐蚀。
镁合金棒WE54是航空器,航天器和火箭导弹制造工业中使用的***轻金属结构材料。镁的重量比铝轻,比重为1.8,强度也较低,只有200～300兆帕（20～30公斤/毫米2）,主要用于制造低承力的零件。
镁合金棒WE54在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。德国生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力,在受冲击载荷时能吸收较大的能量,还有良好的吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金棒WE54在汽油,煤油和润滑油中很稳定,适于制造发动机齿轮机匣,油泵和油管,又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂,襟翼,舱门和舵面等活动零件。民用机和飞机,尤其是轰炸机***使用镁合金制品。例如,B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤,挤压件90公斤,铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件,如中国“”地空导弹的仪表舱,尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富,已于70年代研制出加钇镁合金,提高了室温强度,能在300°C下长期使用,已在航空航天工业中推广应用。
镁合金棒WE54比其他金属的切削阻力小,在机械加工时,可以较快的速度加工。 表：各种金属的切削阻力（以镁合金的切削阻力为1) 金属名 切削阻力 镁合金 1.0 铝合金 1.8 黄铜2.3 铸铁3.5
耐凹陷性好：镁合金与其他金属相比抗变形力大,由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。
对振动·冲击的吸收性：由于镁合金对振动能量的吸收性能好,使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外,冲击能量吸收性能好,比铝合金具有更好的延伸率的镁合金,受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂。
镁合金棒WE54与塑料不同,它可以简单地再生使用且不降低其机械性能,而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金棒WE54与其他金属相比,熔点低,比热小,在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。 表：各种材料的物理性质比较
镁合金棒WE54的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系,有机酸系,磷酸盐系,KMnO4系,稀土元素系和锡酸盐系等。 传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密,含结构水的Cr则具有很好的自修复功能,耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性,废水处理***较高,开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜,耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理,取代传统的含Cr,F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性,并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。
有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学,电子学等综合性能,在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。 化学转化膜较薄,软,防护能力弱,一般只用作装饰或防护层中间层。
1）镁合金棒WE54表面极易形成的氧化镁,不易清除干净,严重影响镀层结合力； （2）镁的电化学活性太高,所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀,或与其它金属离子的置换反应十分强烈,置换后的镀层结合十分松散； （3）***相（如稀土相,γ相等）具有不同的电化学特性,可能导致沉积不均匀； （4）镀层标准电位远镁合金基体,任何一处通孔都会增大腐蚀电流,引起严重的电化学腐蚀,而镁的电极电位很负,施镀时造成针孔的析氢很难避免； （5）镁合金棒WE54铸件的致密性都不是很高,表面存在杂质,可能成为镀层孔隙的来源。
因此,一般采用化学转化膜法先浸锌或锰等,再镀铜,然后再进行其它电镀或化学镀处理,以增加镀层的结合力。镁合金电镀层有Zn,Ni,Cu-Ni-Cr,Zn-Ni等涂层,化学镀层主要是Ni-P,Ni-W-P等镀层。 单一化学镀镍层有时不足以很好地保护镁合金。有研究通过将化学镀Ni层与碱性电镀Zn-Ni镀层组合,约35μm厚的镀层经钝化后可承受800-1000h的中性盐雾腐蚀。也有人采用化学镀镍作为底层,再用直流电镀镍能得到微晶镍镀层,平均结晶颗粒大小为40nm,因晶粒的细化而使镀层孔隙率大大降低,结构更致密。 电镀或化学镀是同时获得耐蚀性和电学,电磁学和装饰性能的表面处理方法。缺点是前处理中的Cr,F及镀液对环境污染严重；镀层中多数含有重金属元素,增加了回收的难度与***。由于镁基体的特性,对结合力还需要改善。
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