אפקט Alloy ההרכב על Fracture Toughness של Magnesium Alloys

⁇ מגנזיום מועסקים יותר ויותר בתעופה, במכוניות ובמגזרים ביו-רפואיים בשל צפיפות נמוכה שלהם ואת יחס כוח-משקל יוצא דופן. A ביצועים קריטי מדד עבור יישומים אלה הוא שבר קשיחות - ההתנגדות של החומר לפצח סדקים וכישלון פתאומי. Alloy מוכתבת חזק קשיחות שבר על ידי שליטה על המיקרו-מבנה הבסיסי, כולל גודל דגנים, שלב, הפצה, תכונות טרום-תיות מאפשר מערכות יחסים אלה עם עמידות עם עמידות עם עמידות עם עמידות עם סגסוגת בטיחות.

הבנה של נפיחות ב Magnesium Alloys

[הקשה] המפחידה את יכולתה של החומר לעמוד בפני צמיחה לא יציבה של סדק.במכניקת שבר ליניארית-אלסטית, היא באה לידי ביטוי כגורם אינטנסיביות הלחץ הקריטי KIRFLT:0IcuaFLT:1 [לחומרים המציגים הפלסטיות משמעותית, הגישה J-integral משמשת לבדיקת שיטות לסגסוגת מגנזיום בהתאם לסטנדרטים כגון FLT2:2AS E3F337399-F {i] לערכים קשים לעיבוד חזק של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת J-ETM ו-E.

סגסוגת מגנזיום, להיות hexagonal קרוב ארוז (HCP), להראות התנהגות שבר anisotropic. פיזור קרקרים הוא לעתים קרובות קל יותר על מטוסים ביסטל, מה שהופך את השליטה מרקם חשוב כמו הרכב.קשה שבר גבוה מבטיח כי רכיבים יכולים לסבול פגמים ללא כישלון קטסטרופלי, במיוחד במבנים קריטיים בטיחות.

Alloy Structure and Microstructural Evolution

ההרכב הכימי של ⁇ מגנזיום קובע כי שלב טופס, את החלקיק נפח שלהם, וכיצד הם מחולקים. Common ⁇ אלמנטים כוללים אלומיניום, אבץ, מגנזה, זירוקוניום, ואלמנטים נדירים (RE) כל אחד משפיע על קשיחות שבר באמצעות שינויים מיקרו-תרבותיים נפרדים.

מקור אלומיניום וזיקוס

(הופנה מהדף AZ31 (Mg-3Al-1Zn) ו-AZ91 (Mg-9Al-1Zn) גדל כוח על ידי קשיחות ברזולוציה מוצקה ועל ידי יצירת ⁇ mguaFLT:017FLT:1AlFLT: 212FLT3, בדרך כלל, שיפור רמת האלומיניום (D)

תרומה של Manganese ו Zirconium

מganese נוסף בעיקר כדי לשפר את ההתנגדות קורוזיה וליצור חלקיקים עשירים מרן השולטים במבנה דגנים. ⁇ מסחרי כמו AM60, מנגן אינו משנה באופן משמעותי את התנהגות ההחזקה, אך יכול להשפיע על המשקעים של גרגר המכילה ברזל המכילה חלקיקים, באופן עקיף השפעה חזקה על קשיחות Zirconavium פועל כזינוק חזק בסגסוגת שאינם מכילים אלומיניום (כיוון ש ZK) עם תרכובות מוגבלת של ZK6x).

יסודות נדירים

(החומרים הנדירים) כגון yttrium (Y), ניאודימיום (Nd), ו gadolinium (GD) משמשים גם בסגסוגת מגנזיום ביצועים גבוהה, בעיקר את סדרת ה-Ng-Nd-Nd-Zr) הם מהווים מחסנים מטבוליים יציבים (למשל, MgFIRGIRGIR:024RIRFIRFIRSTR) שיפור ב-R2FIRD2FIRD)

מכניזם מיקרו-מבנהי גובר על שטף

הקשיחות השבירה של ⁇ מגנזיום נשלטת על ידי תכונות מיקרו-תרבותיות המשפיעות הן על סדקים והן על ידי גורמים מרכזיים כוללים גודל דגנים, מרקם, הפצה טרום-תייבשה, ואת נוכחות של פגמים.

גודל גרלין והמערכת יחסים של הול-פטר

דגנים יפים להגדיל את תדירות של גבולות דגנים, אשר פועל כמו מכשולים כדי dislocation חלק ו סדקים propagation. במגנזיום HCP, תאום הוא מצב עיוות חשוב, ודגנים קטנים מדכאים תאום, המוביל לעיוות פלסטי אחיד יותר.האולם-פיטר coefficient עבור מגנזיום הוא גרגרי יחסית (200 MPaμm^{1/2sup>), כלומר גרגרים קשים ביותר ל- 50m) להפחתה חמורה ביותר (אך לעתים קרובות) דגנים קשים ביותר (אך הם לעתים קרובות סגסוגת) עם זאת, עם זאת, עם זאת, 000 סגסוגת קשה יותר (אך גבוהה יותר).}

טקסט ו Anisotropy

מבנה HCP של מגנסיום מוביל מרקם קריסטלוגרפיה חזק לאחר עיוות.בגלידות מתגלגל, המטוסים הבסטליים תואמים במקביל למטוס מתגלגל, יצירת גורם גבוה Schmid עבור החלקה ביזל.מרקם זה הופך את החומר רגיש יותר לפצח את ההתפשטות לאורך כיוון מתגלגל.Fracture הוא בדרך כלל גבוה יותר כאשר המטוס מוכוון ל basalconsalconstosto amptings, הסגסוגת קשה (למשל, הגדלת cgt) לסגסוגת ygttrat) ו-retrazettragtgtgrium (מפרקציה).

שלב שני ו- Intermetallics

(ב) לשלבים הבין-מטאליים יש תפקיד כפול.הקוביה, חלקיקים מרהיבים כגון MgFigreaLT:01703FLT:1Allliph:21203FLT 3 יכולים לפעול כפצחנים סדקים בשל ריכוז מתח.כאשר מחולקים היטב ודיסקרטי, אותו שלב יכול לנפץ את הצמיחה באמצעות אוובן על ידי מנגנונים או קידום השתקפות של שלב סיליקון-פרקטי במיוחד עם סגסוגת של 2.

עיבוד ואפקטי טיפול

תנאים לעיבוד משנה איך סגסוגת מתרגם למיקרו-מבנה. ⁇ ⁇ יש לעתים קרובות גדלים דגנים גדולים יותר ואת השלבים שאינם-equilibrium, הפחתת קשיחות השבעה. Extrusion ו-Switching דגנים ופירוק רשתות לוט, שיפור טיפולים קשיחים כגון סגסוגת (T4) והזדקנות (T6/T5) לשנות את גודל הפריפליט והפצה.

מהירויות שונות של Common Magnesium Alloy Systems

כדי להמחיש את ההשפעה של הרכב, ערכי קשיחות שבר טיפוסיים (KFreaLT:0) ⁇ מייצג 1LT) עבור ⁇ ייצוגית מפורטים להלן.ערכים אלה תלויים בנטייה לעיבוד ובדיקה.

• (ב) [15] [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [15] [15] [15] ⁇ (ב' 9אל-1ZnOVA): [13] ויקרא י"ד: 10–14 MPa ⁇ m in Die-cast Form; עד 18 MPa ⁇ m לאחר טיפול T6.
• [01:0]960 (Mg-6Al-0.3Mnrea): 1FLT:1 12 MPa–16a ⁇ m; שיפור הדוקטרינה, אך כוח נמוך יותר מ-AZ91.
• (ב) [15] ⁇ 60 (Mg-6Zn-0.5Zr): כפל 1: 18–22 MPa ⁇ m במצב מפורש.
• [01:0]243 (Mg-4Y-3RE-0.5Zr): ⁇ FreaLT 1: 20-25 MPa ⁇ m; מתחזק בטמפרטורות גבוהות.
• (ב) [15] ,0)GW63 (Mg-6Gd-3Y): FLT:1 22-28 MPa ⁇ m לאחר ההזדקנות.

ערכים אלה מראים כי סגסוגת המכילה מחדש בדרך כלל להציג קשיחות שבר גבוהה יותר מאשר אלה המבוססים על אלומיניום, בשל דגנים דקים יותר, מרקם חלש יותר, ושלבי LPSO מועילים.

אסטרטגיות עיצוב עתידיות ואסטרטגיות עיצוב Alloy

המחקר ממשיך לדחוף את הקשות של ⁇ מגנזיום מעבר לגבולות הנוכחיים.גישה מבטיחה אחת היא השימוש של סגסוגת מגנזיום גבוהה או רב-ראשית רכיב, שבו ההשפעות סינרגיסטיות של תוספות מרובות יכול ליצור מיקרו-אורגניזמים ייחודיים. Computational alloy design באמצעות CALPHAD ו- Machine מאפשר בדיקות מהירות של מערכות יחסים עם חיבורי קירור גבוהה, כגון שילוב של חלקיקים (Ricial Rep) ו-Ric Repcuptecting.comp.

שילוב של קשיחות שבר למפרטים סגסוגת הופך סטנדרטי בחלל אוויר (למשל, FLT:0)SAE AMS441703FLT:1 עבור We43) וקריטריונים של תאונת דרכים. כמו דרישות קל משקל להגביר, מגנזיום ⁇ עם הרכב מותאם אישית יחליף חומרים כבדים יותר ביישומים מבניים, בתנאי ששבר עומד בדרישות בטיחות.

מסקנה

Alloy ההרכב קובע ישירות את קשיחות השבירה של ⁇ מגנזיום באמצעות השפעתה על גודל דגנים, מרקם, הפצה שלב, ואת המאפיינים precipitate. אלומיניום אבץ הם יעילים אבל חייב להיות מאוזן כדי למנוע רשתות בוהקות. Manganese ו zirconium לחדד דגנים ולשפר את רמות קשיחות באופן עקיף. סגסוגת נדיר גורמים נדירים מציעים את השיפורים עקביים ביותר על ידי יצירת שלבים יציבים, דקוי, ותהליכי ניקוי אקראיים ותהליכי ניקוי אקראיים מתקדמים יותר, ואפקטים מתקדמים יותר, לחץ קדימה, לחץ קדימה, לחץ קדימה, לחץ קדימה, לחץ קדימה, לחץ גבוה יותר, דחיפה גבוהה יותר, אופטימיזציה, אופטימיזציה גבוהה יותר, אופטימיזציה, אופטימיזציה של חומרים מתקדמים יותר, לחץ על ידי חישוביים מתקדמים יותר, אופטימיזציה גבוהה יותר, אופטימיזציה, אופטימיזציה, אופטימיזציה של חומרים מתקדמים יותר, אופטימיזציה, סגסוגת, סגסוגת מחדש של חומרים מתקדמים יותר, סגסוגת, חשיבה יעילה יותר, סגסוגת מחדש על ידי חישובית, סגסוגת מחדש על ידי חישובית, סגסוגת מחדש על ידי חישובית, דרישות סגסוגת מחדש על ידי חישובים מתקדמים יותר, סגסוגת, סגסוגת, סגסוגת מחדש של חומרים מתקדמים יותר, סגסוגת מחדש על ידי חישובית, סגסוגת, סגסוגת