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Mittelfeste schweißbare Aluminium - Zink - Magnesiumlegierung

- Jan 04, 2019 -

Unter den Legierungselementen, die in der Aluminiumlegierung verwendet werden, sind Zink und Magnesium die Elemente mit der höchsten Löslichkeit in Aluminium. Bereits in den frühen 1920er Jahren stellten Metallurgen fest, dass die Legierung der Al-Zn-mg-Serie ein Alterungshärtungsvermögen aufweist, aber aufgrund ihrer hohen Spannungskorrosionsempfindlichkeit wurde sie seit langem nicht mehr verwendet. Seit den 70er Jahren hat sich jedoch herausgestellt, dass die Legierung der Al-Zn-mg-Serie eine ausgezeichnete Schweißbarkeit aufweist und die Empfindlichkeit gegen Spannungskorrosion durch einen Zn- und Mg-Gehalt (Zn + Mg) von weniger als 7% und die Zugabe eines Stabilisators kontrolliert werden kann Mn, Cr und Zr können gelöst werden, die Menschen achten darauf, und es wird häufig in der Herstellung von Eisenbahnwaggons und anderen Transportmitteln verwendet.
Die Funktion von Legierungselementen und Verunreinigungselementen

Zn und Mg: Wenn der Gehalt an Zn und Mg steigt, steigen im Allgemeinen die Zugfestigkeit und der Wärmebehandlungseffekt der Al-Zn-mg-Legierung. Die Tendenz der Spannungskorrosion von Legierungen hängt mit der Summe der Gehalte an Zn und Mg zusammen. Legierungen mit hohem Mg und niedrigem Zn oder hohem Zn und niedrigem Mg haben eine gute Spannungskorrosionsbeständigkeit, solange die Summe des Massenanteils von Zn und Mg nicht mehr als 7% beträgt. Die Neigung des Schweißrisses einer Legierung nimmt mit zunehmendem Mg-Gehalt ab.

Die Spurenlegierungselemente in einer Al-Zn-mg-Legierung sind Mn, Cr, Cu, Zr, Ti usw. Fe und Si sind die Hauptverunreinigungselemente.

Mn und Cr: Die Korrosionsbeständigkeit der Legierung wurde durch Zugabe von Mn und Cr verbessert, und der Effekt war signifikant, wenn die Legierung 0,2% Mn ~ 0,4% Mn enthielt. Die Zugabe von Cr ist größer. Wenn Mn und Cr gleichzeitig zugegeben werden, ist der Effekt der Verringerung der Spannungskorrosionsneigung stärker. Die Zugabemenge von Cr sollte 0,1 bis 0,2% betragen.

Zr: Die Schweißbarkeit der Al-Zn-mg-Legierung wurde signifikant verbessert. Nach Zugabe von 0,2% Zr zu einer Legierung aus Alzn5mgcu0.35cr0.35 war die Tendenz beim Schweißen stark verringert. Zr verbessert auch die Rekristallisationstemperatur der Legierung, das Ende der AlZn4,5 Mg1,8 Mn0,6-Zugabe> 0,2% Zr-Legierung, die Legierung der Rekristallisationstemperatur bis zum Ende von 500 Å, als Ergebnis hat das Material die Verformung nach gehalten Behandlungsgruppe mit fester Lösung. Die Zugabe von 0,1% Zr ~ 0,2% Zr zu Legierungen der Al-Zn-mg-Serie, die Mn enthalten, kann auch die Spannungskorrosionsbeständigkeit verbessern, aber die Wirkung von Zr ist nicht so gut wie die von Cr.

Ti: Hinzufügen von Ti zu einer Al-Zn-mg-Legierung kann die Gussstruktur verfeinern und die Schweißbarkeit der Legierung verbessern, jedoch ist ihre Wirkung geringer als die von Zr. Der Effekt ist besser, wenn gleichzeitig Ti und Zr zugegeben werden. 0,15% Zr wurde zu einer Alzn5mg3cu0.3-Legierung mit 0,12% Ti gegeben, die eine bessere Schweißbarkeit und eine relativ hohe Dehnung aufwies, und der gleiche Effekt wurde erhalten, wenn> 0,2% Zr getrennt zugegeben wurde. Ti kann auch die Rekristallisationstemperatur der Legierung erhöhen.

Cu: Die Zugabe einer kleinen Menge Cu zur Legierung der Al-Zn-mg-Serie kann die Spannungskorrosionsbeständigkeit und die Zugfestigkeit der Legierung verbessern, jedoch ist die Schweißbarkeit der Legierung verringert.

Fe: Es ist die Verunreinigung der Al-Zn-mg-Legierung, die die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Legierung, insbesondere für den Mn-Gehalt der Legierung, verringert, so dass der Fe-Gehalt so niedrig wie möglich sein sollte und auf

Si: Es ist auch eine inhärente Verunreinigung der Legierung, die die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Legierung verringert und die Tendenz zu Rissen in der Legierung erhöht, die auf weniger als 0,3% begrenzt sein sollte.

Mikrostruktur aus Legierung

Die größte Löslichkeit in Al Mg betrug 17,4% (450 l), 1,0% bei Raumtemperatur. Die Löslichkeit von Zink ist höher, die Eutektoidtemperatur (275 l) beträgt 31,6%, bei 200 l 12,6%, bei Raumtemperatur 2% oder mehr. Daher können Zn, Mg und Al eine ternäre feste Lösung mit hoher Konzentration bilden. Wie aus dem ternären Phasendiagramm des al-zn-mg-Systems ersichtlich ist, gibt es in diesem System neben den Alpha-, Beta-, Vertikal- und Gamma-Phasen eine weitere ternäre Verbindung T (Al2Mg3Zn3). Die ternäre Phase kann auch als Konzentrationsbereich (AlZn) 49Mg32 ausgedrückt werden. Die Zusammensetzung von industriellen Al-Zn-mg-Legierungen liegt hauptsächlich in der in der Abbildung in M dargestellten Schattenlinie. Die Prim-Prim-Intensivierungsphasen sind T und vertikal. Daher werden industrielle Legierungen als alpha + T-Legierungen bezeichnet. Vertikale Phase und T-Phase haben nicht nur eine hohe Löslichkeit in Al, sondern auch eine erhebliche Änderung der Löslichkeit, so dass sie eine starke Alterungshärtung bewirken. Molekülformeln für die beta-Phase -al3mg2, t-al2mg3zn3, vertikales MgZn2, gamma -mgzn5. Das Zn / Mg-Verhältnis der t-Phase beträgt etwa 2,71. Aufgrund des breiten Konzentrationsbereichs von Zn und Mg in der t-Phase ist die Hauptverfestigungsphase der Legierung mit einem Zn / Mg-Verhältnis von 1 bis 4 jedoch T. Nur Zn / Mg> und 4-Legierungen haben Primzahl Premierminister, und nur Legierungen mit einem Zn / Mg-Verhältnis von 6 bis 7 haben einen Premierminister.