CN113407892B - 一种铸造镁合金热裂倾向评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种铸造镁合金热裂倾向性评价方法，以准确反映合金的热裂形成倾向，可用于评价铸造合金的工程化能力。所述方法为：首先模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，待铸件浇注结束后，测量并统计铸件表面裂纹的总长度L，利用偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L与壁厚比率R的乘积C代表合金的热裂倾向系数，C值越大，代表合金的热裂倾向越大。

Description

一种铸造镁合金热裂倾向评价方法

技术领域

本发明属于铸造镁合金领域，特别提供一种铸造镁合金热裂倾向评价方法。

背景技术

镁合金因质量较轻、比强度较高而广泛应用于航空航天领域、汽车工业领域以其他民用产品领域。镁合金部件一般都是采用铸造工艺制备，由于镁合金收缩量较大，在铸造成形过程中容易产生热裂缺陷。热裂缺陷是铸件最为严重的缺陷之一，极小的微裂纹便会大大降低零件的使用寿命，甚至导致零件直接报废，所以，铸造镁合金抗热裂性能是铸件能否批量生产的关键性指标。

一般，当温度略高于固相线温度时，在收缩应力作用下，铸件凝固的热节区域或者截面积变化较大的位置常常产生热裂缺陷。热裂纹通常由主裂纹和沿晶间路径分布的次要裂纹组成。大量研究表明，热裂是一种复杂的现象，影响因素较多，单一的原因并不能全面评价合金的热裂倾向。

热裂评估方法有很多种，如环形测试法、约束棒法、仪器测量法、原位评估等。这些方法中，都存在一定的优缺点。目前生产中应用最多的仍然是环形测试法、约束棒法等，尽管测试结果并不十分准确，但在实际生产中非常直观，具有一定的实用性。如何直接准确反映不同合金、不同结构铸件的热裂倾向仍然是目前生产中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铸造镁合金热裂倾向性评价方法，以准确反映合金的热裂形成倾向，用于评价铸造合金的工程化能力。

本发明技术方案如下：

一种铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，待铸件浇注结束后，测量并统计铸件表面裂纹的总长度L，利用偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L与壁厚比率R的乘积C代表合金的热裂倾向系数，C值越大，代表合金的热裂倾向越大，反之亦然，其中：

壁厚比率

热裂倾向系数C＝L×R；

所述偏心空心圆柱是轴向具有圆形通孔的圆柱结构，偏心空心圆柱横截面外圆直径为Φ1，内孔直径为Φ2，外圆圆心与内孔圆心之间的距离为偏心距m。

作为优选的技术方案：

所述偏心空心圆柱的高度H为10-100毫米，外圆直径Φ1为10-50毫米，内孔直径Φ2尺寸范围为(0.5-0.8)Φ1，偏心距m尺寸范围为(0.04-0.1)Φ1，当m＝0.1Φ1时，Φ2不可为0.8Φ1。

采用砂型工艺制备偏心空心圆柱铸件。

铸造偏心空心圆柱铸件的浇注温度为620-700℃。

对比不同合金热裂倾向时，为对比准确，所用偏心空心圆柱铸件采用同样的高度、外圆直径、内孔直径与偏心距。

所述铸造镁合金为Mg-Zn系、Mg-Al系、Mg-Ca系、Mg-Zn-Zr系、Mg-Zn-Y系、Mg-Al-Ca、Mg-Gd-Y系中的一种。

附图说明

图1偏心空心圆柱结构示意图(横截面)。

图2偏心空心圆柱结构示意图(纵截面)。

具体实施方式

本申请实施例采用的偏心空心圆柱结构如图1、2所示，所述偏心空心圆柱是轴向具有圆形通孔的圆柱结构，其横截面外圆直径为Φ1，内孔直径为Φ2，外圆圆心O1与内孔圆心O2之间的距离为偏心距m，偏心空心圆柱高度为H。

实施例1

评价铸造镁合金AZ91热裂倾向：

模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，偏心空心圆柱的高度H为50毫米，横截面外圆直径Φ1为20毫米，Φ2为14.5毫米，偏心距m为1.5毫米；铸造镁合金浇注温度为620-700℃；偏心空心圆柱铸件采用砂型工艺制备；

偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L为0.56毫米，壁厚比率R为3.4，热裂倾向系数C＝L×R＝1.904。

实施例2

评价铸造镁合金EW75热裂倾向：

模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，偏心空心圆柱的高度H为60毫米，横截面外圆直径Φ1为30毫米，Φ2为20毫米，偏心距m为1.5毫米；铸造镁合金浇注温度为620-700℃；偏心空心圆柱铸件采用砂型工艺制备；

偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L为1.148毫米，壁厚比率R为1.857，热裂倾向系数C＝L×R＝2.132。

实施例3

评价铸造镁合金ZK60热裂倾向：

模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，偏心空心圆柱的高度H为90毫米，横截面外圆直径Φ1为45毫米，Φ2为26毫米，偏心距m为2.5毫米；铸造镁合金浇注温度为620-700℃；偏心空心圆柱铸件采用砂型工艺制备；

偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L为1.49毫米，壁厚比率R为1.714，热裂倾向系数C＝L×R＝2.55。

实施例4

评价铸造镁合金MgZn_4.5Y₆热裂倾向：

模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，偏心空心圆柱的高度H为15毫米，横截面外圆直径Φ1为10毫米，Φ2为6毫米，偏心距m为0.8毫米；铸造镁合金浇注温度为620-700℃；偏心空心圆柱铸件采用砂型工艺制备；

偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L为1.42毫米，壁厚比率R为2.33，热裂倾向系数C＝L×R＝3.31

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：模拟实际铸造过程制备偏心空心圆柱铸件，待铸件浇注结束后，测量并统计铸件表面裂纹的总长度L，利用偏心空心圆柱铸件表面裂纹总长度L与壁厚比率R的乘积C代表合金的热裂倾向系数，C值越大，代表合金的热裂倾向越大，其中：

壁厚比率R=；热裂倾向系数C=L×R；

所述偏心空心圆柱是轴向具有圆形通孔的圆柱结构，偏心空心圆柱的高度H为10-100毫米，外圆直径Φ1为10-50毫米，内孔直径Φ2尺寸范围为0.5Φ1-0.8Φ1，外圆圆心与内孔圆心之间的距离为偏心距m，偏心距m尺寸范围为0.04Φ1-0.1Φ1，当m=0.1Φ1时，Φ2不可为0.8Φ1。

2.按照权利要求1所述铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：采用砂型工艺制备偏心空心圆柱铸件。

3.按照权利要求1所述铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：偏心空心圆柱铸件浇注温度为620-700℃。

4.按照权利要求1所述铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：对比不同合金热裂倾向时，所用偏心空心圆柱铸件采用同样的高度、外圆直径、内孔直径与偏心距。

5.按照权利要求1所述铸造镁合金热裂倾向评价方法，其特征在于：所述铸造镁合金为Mg-Zn系、Mg-Al系、Mg-Ca系、Mg-Zn-Zr系、Mg-Zn-Y系、Mg-Al-Ca、Mg-Gd-Y系中的一种。