AZ91鎂合金熔體在HFC-134a/空氣氣氛中的高溫氧化特性

AZ91鎂合金具有強(qiáng)度高、塑性好和鑄造性能好的優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的鎂合金。然而，由于鎂對氧高度的親和性，AZ91鎂合金在高溫下暴露于空氣中時(shí)極易發(fā)生氧化和燃燒，因此該合金的熔煉和加工過程一般是在SF6氣氛保護(hù)下進(jìn)行的。對于AZ91鎂合金在SF6氣氛中的氧化和燃燒行為，已做了大量研究。但是，鑒于SF6強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)以及國際社會對全球氣候變暖趨勢的日益關(guān)注，SF6的繼續(xù)使用將不再被接受，這迫使人們不得不尋找SF6替代品。已有的研究表明，無色、無毒和無腐蝕性的1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)氣體，因其具有溫室效應(yīng)比SF6低，在大氣中的生命周期短，價(jià)格低廉以及來源廣泛的特點(diǎn)，被認(rèn)為是SF6有效的替代品。然而，到目前為止，有關(guān)HFC-134a氣體對AZ91鎂合金熔體的保護(hù)研究多側(cè)重于保護(hù)效果和保護(hù)工藝，保護(hù)機(jī)理方面的研究還比較少。為了揭示在HFC-134a氣氛中AZ91鎂合金熔體的氧化機(jī)理，本文對AZ91鎂合金在HFC-134a氣氛中的高溫氧化行為進(jìn)行了研究。

高溫氧化試驗(yàn)所用的AZ91鎂合金化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：9.06Al，0.70Zn，0.30Mn，0.025Si，0.0017Cu，0.0037Fe，0.0007Ni，Mg余量。保護(hù)氣體1，1，1，2-四氟乙烷的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：HFC-134a≥99.9%，HCl≤0.0001%，H2O≤0.001%。實(shí)驗(yàn)前將AZ91鎂合金切割成Φ50mm×3mm的試樣，再用320#砂紙研磨，經(jīng)乙醇清洗，干燥后存放在干燥器中。將AZ91鎂合金試樣放在氧化鎂坩堝中，封閉電阻爐，然后，以500ml/min的流量通入干燥的HFC-134a與空氣的混合氣體中1h后，以50℃/min的速度加熱試樣。

AZ91鎂合金熔體在HFC-134a/空氣氣氛中的氧化行為主要與HFC-134a的濃度有關(guān)。當(dāng)HFC-134a濃度較高時(shí)，氧化表現(xiàn)出拋物線(或直線與拋物線的組合)特征，氧化膜主要由MgF2、MgO、C和少量的AlF3組成，且具有保護(hù)作用。當(dāng)HFC-134a濃度較低時(shí)，氧化表現(xiàn)出線性(或拋物線與直線的組合)特征，氧化膜主要由MgO、Mg3N2和少量的AlN組成，此時(shí)已不具有保護(hù)作用。另外，熔體溫度對氧化過程也有影響。

(關(guān)鍵字：鎂合金 AZ91 高溫氧化)