镁合金冶金缺陷

在熔炼、铸造和凝固过程中镁合金铸锭和铸件内所产生的化学成分不均匀或超过允许限度的非正常组织或破坏连续性的裂纹。主要的冶金缺陷有夹渣和夹杂、热裂纹、偏析和疏松。

夹渣和夹杂夹渣和夹杂分熔剂夹渣、氧化夹杂和夹砂3类：(1)熔剂夹渣是熔剂与熔体未分离开而混入铸锭或铸件内部所形成的夹渣物。用喷雾腐蚀试验时，显现出凸于基体的腐蚀产物，铲后凹陷。它构成裂纹源并降低耐蚀性和力学性能，是镁合金的最危险隐患。此种缺陷在镁锌锆系合金MBl5和镁锰系合金MB8中出现的倾向较大些。为消除熔剂夹渣，应改进熔剂和精炼剂的成分、熔炼或精炼的工艺。(2)氧化夹杂是氧化镁薄膜和某些化合物的混杂物，镁一锌一锆系和含稀土元素的镁合金中较常见，它使基体不连续，明显降低强度和塑性。此缺陷多因熔体温度过高或熔剂保护不当或精炼质量不高所致。消除办法：避免熔体过热，加强熔体表面保护，提高精炼质量。(3)夹砂是镁合金液浇铸时冲刷砂铸型内壁使型砂落入铸件内，可通过改进制型工艺和浇铸方法而消除。

热裂纹镁合金热裂纹于线收缩开始温度至固相点的有效结晶温度范围内产生。断口呈锯齿状，沿晶界开裂，颜色发暗，有氧化迹象。镁合金热裂倾向性较大，是镁合金主要废品类型之一。消除方法是：降低凝固过程中的残余拉应力即调整铸造参数(铸造温度、水冷强度和速度)；合理控制合金中的组元和杂质的含量；细化晶粒。

偏析和疏松偏析是镁合金凝固后成分或金属间化合物在铸锭或铸件内不均匀分布，分为晶内偏析和区域偏析：前者表现在枝晶内元素浓度不一，含锆合金中的锆偏析最为典型，是不平衡结晶引起的，均匀化退火可以减少或消除；后者出现在不同部位，多为相组成偏析，最常见的为锰偏析，如镁锰系合金的a-Mn相(见镁合金的相)和含锰的镁铝锌系合金的a(MnAl)相(见镁合金的相)。这些都是脆性相，对塑性加工性能有不利影响，多因密度差或金属间化合物集聚而引起，形成后不能消除。为减少偏析，熔铸时可采用控制成分含量(如锰控制在中限偏下)和加快结晶速度的方法。疏松是镁合金在铸型中凝固时枝晶间或晶界处因补给不足或因气体存在于铸件中形成的微孔或缩松，可通过加强精炼、加高冒口来消除。氢是溶于镁中的惟一气体，其危害性不像在铝中那样严重，因氢在镁中的溶解度较高(每100g镁中约0.30mL)。采取适当措施，如干燥熔剂、加强精炼，可有效地防止镁合金中出现气孔。含锆或铈的镁合金通常不出现气孔。