镁及镁合金铸锭纯净度检测方法

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1、《镁及镁合金铸锭纯净度检测方法》(讨论稿)编制说明1任务来源镁合金轻量化效果好，资源丰富，是国际公认最具潜力的结构轻量化材料之一，其扩大应用对全球节能减排和缓解矿业资源危机有重要战略意义。镁合金密度约1.8g/cm3，是钢的1/4、铝的2/3。因其比强度高、减振性能好、能屏蔽电磁辐射和环境友好，在交通工具上使用时节能减排效益极其显著，在解决关键装备和重大工程的轻量化问题方面具有举足轻重的作用。镁在地球上储量极其丰富，陆地、海洋和盐湖中的镁用之不竭，镁的大规模应用可缓解铁、铝等金属矿产资源日趋短缺的问题。因此，发展高性能镁合金，扩大

2、镁产品应用，对全球范围内的能源、环境和资源危机的缓解具有重要的意义。纯净度对镁合金获取高性能尤为重要。改善镁合金的力学性能和塑性变形能力，提高耐蚀性，已成为高性能镁合金研究与工程应用中急需解决的重点问题。已有研究表明，镁合金熔体的纯净度对合金的微观组织、力学性能和耐蚀性等有重要影响。早在1948年，Nelson发现Fe的含量从0.02%减少到0.001%时，AZ91和AZ31晶粒尺寸明显细化，吴国华等研究发现Fe可与作为有效形核质点的Mg-Al-C-O化合物粒子结合，削弱AZ91合金的晶粒细化效果。刘增会研究发现，AZ91镁合金中

3、Fe含量偏高时，熔体过热处理后合金枝晶不能得到细化且出现大量纤维缩孔，降低合金力学性能和铸件质量。耐蚀性能方面，由于镁的平衡电位和稳定电位非常低，绝大多数的杂质都会降低镁合金的耐蚀性，Fe元素降低镁合金的耐蚀性最为强烈。2003年，德国的K.U.Kainer等研究表明普通AZ91合金盐雾腐蚀速率为高纯度AZ91合金的19倍。力学性能方面，近年已有少量关于AZ91铸造镁合金及纯镁的室温力学性能与杂质元素关系的报道，Fe等杂质含量的降低可在一定程度上提高材料的强度和塑性。吴国华等人发现Fe含量由0.024%降至0.0009%，可使AZ

4、91镁合金抗拉强度从170MPa大幅度提升至220MPa。已有研究表明，镁合金在生产过程中产生的氧化夹杂若不能有效过滤，对制品的强度、塑性和疲劳性能将产生不利影响。因此，通过提高镁及镁合金熔体纯净度，减少镁合金中的杂质元素和夹杂物数量对提高镁合金的性能，扩大其应用，意义重大。因此，镁及镁合金铸锭纯净度检测方法尤其重要。为了规范镁及镁合金铸锭纯净度检测方法，2016年10月，全国有色金属标准化委员会下达了制订《镁及镁合金铸锭纯净度检测方法》标准的任务。2工作简况2016年，在全国有色金属标准化技术委员会组织下，成立了以国家镁合金材料

5、工程技术研究中心为主要起草单位的编制小组。在该标准的起草过程中，工作组认真调查、分析、研究现有的镁及镁合金铸锭纯净度检测方法，在国家镁合金材料工程技术研究中心进行试验。最后，在综合研究、分析、整理所有调查资料及试验数据的基础上，对技术要素、参数、性能指标、试验方法等进行确立，决定完全贯标ISO16374-2016，完成了该标准的送审稿。3标准的制定原则、标准的主要内容与与论据3.1标准制定原则（1）本标准中主要技术指标和试验方法完全参考ISO16374-2016《镁及镁合金铸锭纯净度检测方法》等标准进行编制。（2）本标准采用亮度标

6、准来衡量镁及镁合金铸锭纯净度。（3）本标准参照ISO16374-2016《镁及镁合金铸锭纯净度检测方法》技术指标做出相应规定，并制定相应的取样及试验方法，以确镁及镁合金铸锭纯净度。（4）本标准着重考虑镁及镁合金铸锭取样及纯净度检测方法，也包括裸眼检测，成分分析的标准方法。3.2标准的主要内容与论据3.2.1规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO2470-1纸、纸板和纸浆-漫反射蓝色反射系数的测量

7、–第一部分：室内日光条件ISO3116镁和镁合金-变形镁合金ISO8287镁和镁合金–纯镁–化学成分ISO16220镁和镁合金–镁合金铸锭3.2.2裸眼检测确定在镁锭表面有明显的收缩或杂质的存在，供应商和采购方之间应通过肉眼检查决定铸锭质量。3.2.3化学成分分析分析铸锭合金元素含量。供应商和采购方之间应协商选择化学成分分析方法，并在报告中提及。镁和镁合金化学成分明确规定于ISO8287，ISO16220和ISO3116。未指定的合金或合金元素的成分范围可以由供应商和采购方之间协议确定。3.2.4亮度检测3.2.4.1亮度检测原理

8、标准使用的亮度检测原理基于ISO2470-1。从一个标准试验机发出的漫反射光线照射样品。从样品表面反射的光束通过一个指定的玻璃过滤器，并随后由响应不同有效波长的一个光学单元或二极管阵列测量。从光学单元或从使用适当权重函数的二极管的输出可以直接检测亮