Mg-9Al-xCa合金高温氧化行为研究

作     者：赵信毅 张海洋 肖遥 覃鸿 李天庆 ZHAO Xinyi;ZHANG Haiyang;XIAO Yao;QIN Hong;LI Tianqing

作者机构：江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212000 

基　　金：国家自然科学基金(52105349) 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2025年第17卷第1期

页      码：9-16页

摘      要：目的研究高温下Ca含量对镁合金等温氧化行为的影响,分析Ca元素在氧化过程中的作用机理,为镁合金在高温下的应用提供参考。方法以Mg-9Al-xCa合金体系为对象﹐对铸态合金组织进行分析。同时利用自主设计的实验设备在480℃下对不同Ca含量镁合金进行了不同时长的等温氧化实验,对氧化增重进行了测量,对合金氧化层进行了表征分析,并利用热力学计算揭示了作用机理。结果Mg-9Al合金中主要相组成为基体α-Mg相以及晶界处的Mg17Al12相。当添加Ca元素后,合金主要由α-Mg、晶界处的Mg17Al12相和Al_(2)Ca相组成,其中Al_(2)Ca相与α-Mg形成(α+Al_(2)Ca)共晶。随着Ca含量的增加,合金熔体凝固时生成的Mg17Al12相逐渐减少,组织中(α+Al_(2)Ca)共晶比例不断提高。在氧化200 min后,Mg-9Al合金氧化增重达到32.781 mg/cm^(2),氧化层形貌形成凸起和凹陷结构,含Ca镁合金氧化增重大幅度降低,Mg-9Al-5.0Ca氧化增重仅为0.046 mg/cm^(2),不同Ca含量镁合金氧化层形貌表现出差异性。由热力学计算得知,在Ca含量大于0.4%(质量分数)情况下,Ca元素可更容易发生氧化反应生成以CaO为主的氧化层。结论Ca含量是影响镁合金氧化行为的关键因素,随着Ca含量的增加,镁合金的抗氧化性能逐步提升。

主 题 词：镁合金 高温氧化 Ca含量 铸态组织 热力学 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6457.2025.01.002

馆 藏 号：203156712...