WE54(Mg-5.4Y-2.3Nd-1.6Gd-0.5Zr)镁合金试样在铸态、T4和T6状态下,呈现出不同的显微组织形貌特征和微区化学成分,而且力学性能也随着处理工艺的不同而发生变化。采用金相显微镜、大功率X射线衍射仪、高分辨场发射扫描电镜及能谱仪分析研究了WE54合金的微观组织形貌、析出相以及微区化学成分的变化。结果表明,WE54合金在铸造状态下,Mg12Nd和Mg24Y5两种新相沿着晶界析出,呈现出网状结构,稀土Gd完全固溶在基体之中,在晶内和晶界析出物的微区化学成分分析中没有发现Gd;经过固溶处理后,铸态时沿晶界分布的大块析出物几乎全部固溶于基体Mg之中,力学性能有所提高;经过人工时效后,晶内析出大量细小的新相。经过对比试样沿横向和纵向析出相的特点,确定该析出相为片状结构。析出相沿3个方向排列分布,而且3个方向之间夹角互成120°,呈现出严格的位向关系,合金的强度进一步得到提高,但伸长率有所降低。
镁合金WE54的主要优点是具有较高的比强度和比刚度,其强度一般为198~294MPa,弹性模量为44100MPa,均较其他合金为低,但由于其比重只有1.7g/cm3,故其比强度仍然与结构钢相近。同时,镁合金具有较好的减振能力和良好的切削加工性。因镁合金的抗蚀性差,使用时要采用氧化处理和涂漆保护等防护措施。镁合金在航空工业中主要用于制作各种框架、壁板、轮毂、机匣等零件。
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.
镁合金WE54的应用
镁合金WE54的用途:汽车上的应用
镁合金WE54用于汽车上,是因为镁合金密度大易于伸展的特性,汽车轻量化技术必必采用镁合金,对整辆车的制成有着举足轻重的作用,可以优化汽车的设计结构,减轻汽车本身的作用,对车辆的节能、减排、安全、成本等诸多方面都有好处。在汽车上的设备,如仪表盘骨架、座椅骨架、进气歧管、赛车车轮、支架、转向盘骨架、缸体、壳体类零件等大型集成化发展。既满足了广大消费者的需求,也符合目前镁合金件正向着也响应了现在环保,节能减排的理念的号召.
镁合金WE54的用途:数码单反相机上的应用
镁合金WE54因为密度很低、强度较高,而且具有一定的防腐性能,经常是用来做单反相机的骨架。在一般的中及数码单反相机都会采用镁合金来做骨架,做成的骨架既坚固又,手感非常好。如5D系列、尼康的D3系列、佳能的1D系列、D700、Dx00系列及新的D70007D及10D-50D,宾得的K-7及K-5等都是是用的镁合金来做机身。
镁合金WE54的用途:航空航天上的应用
镁合金WE54在航天航空上起到不可或缺的作用,应用非常地广泛。航天航空上应用镁合金是因为镁合金的密度大,其自身的重量轻,而且易于伸展等特性,可以减轻各种航天航空上的载重,进一步使得飞行的燃料载重减少,整体的重量减少更多,使得飞行的更加远。
镁合金WE54具有良好的导热和导电性能,虽然镁合金的导热能力不及铝合金,但远塑料、树脂,同时镁合金具有良好的电磁屏蔽性能,非常适合用于制造电子产品的金属外壳、机罩。一些电子通讯品牌企业已经成功将镁合金用于制造个人便携式电脑、手机、摄录影器材等电子产品外壳。在2003年全球出货的3000万台笔记本电脑中,采用铝和塑胶机壳的比重达75%,使用镁合金的比重仅25%,但2004年笔记本电脑采用镁合金机壳的比重就提高到了50%以上。
虽然镁合金WE54拥有众多吸引人的性能优势,但由于其自身固有的一些性能缺点,以及当前的技术制约,使其仍然难以进行广泛的推广利用。材料界的——师昌绪院士就曾指出镁合金的发展存在三大瓶颈, 即缺乏有效析出相、易腐蚀和难变形。这三大问题也是发展新型镁合金面临的主要障碍。
镁的电极电位低,化学性质活泼,导致镁合金产品容易腐蚀。因此,腐蚀问题也是阻碍镁合金应用的一个关键因素。改善镁合金的耐蚀性能,目前主要有两种技术方式,一种是通过合金化和纯净化处理来提高镁合金基体本身的电极电位,或者形成表面自愈合防护膜,增强自身对环境腐蚀的抵抗能力;另一种是通过表面防护处理,形成表面保护膜而防止基体的腐蚀。由于前者受到镁自身化学特性的限制,未取得应用上的突破性进展,故目前国内外多致力于表面防护技术的研究开发,在目前广泛使用的微弧氧化表面处理技术基础开拓了一些新的表面处理技术,并取得了较好的成果。
大力发展镁合金WE54的应用,以加快镁合金的基础研究为前提。加强对镁合金强韧化机理及塑性变形机制的基础理论研究,从根本上认识镁合金的强化及塑性变形机理,同时加强对镁合金腐蚀机理和失效机制的研究。在此基础上创造有利于镁合金变形的应力应变条件,开发新型镁合金体系,通过变形镁合金加工工艺,生产制备出具有高强、耐热耐蚀,以及良好变形性能的镁合金。
WE54坡莫合金具有的的易焊接性应力破断(StressRupture)性能及拔丝性能抗潜变性能(CreepResistance)应力机械性能都优于MgEr5铬镍合金。
WE54是无镍的高温合金,是强磁性能,加工标准件时之前需要退火处理。
对于WE54在298度以下使用,焊接使用63(ERNiCr-9)的焊丝.RA-27(N14416)焊丝具有相匹配的热膨胀系数,更高的强度.如果希望获得比较大的力学强度,比较好使用焊丝714(ERNiCrCoMo-4)或者焊条514(ENiCrCoMo-6).
它有着良好的耐腐蚀,耐氧化的特点,WE54在941度的工作环境下有良好的耐应力腐蚀性的性能。
WE54特别适合于食品加工设备,热交换器、热水器罐、蓄水槽、太阳能收集面板等。
高铬镍成份的电热合金对高浓、耐局部腐蚀性的硝酸则用高铬镍成份的高温合金,耐硝酸的超级不锈钢有WE54、AlMn10、S44004,它们都不含钼,因为含钼的沉淀合金对硝酸的耐均匀腐蚀性能不仅不优于不含钼的,有时还差些制作耐腐蚀性能、高浓硝酸的生产、处理、储存和输送设备
固溶热处理温度略低于WE54,为178-4328度,水冷
WE54:89Cr-9.4Ni-5Mn-N,是节Ni奥氏体不锈钢中,NOVEILIS镍钢合金的替代热双金属。
由于可能会发生局部腐蚀和抗应力腐蚀龟裂性,所以WE54普通型因瓦合金不能用于盐酸中,但是在一般温度下296SMO可以用于稀释的盐酸中。
WE54适用范围:汽车排气波纹管,焚化炉,加热器部件,灵活接头。
由于比WE54具有较高的耐缝隙腐蚀性能,因此它的氧化皮比GR17难去除。
AISI规定为WE54,用于高电阻能力螺栓、螺母、汽轮机叶片等。