镁合金基础知识介绍
镁合金材料
镁合金材料镁合金是一种由镁为基础的金属材料，通过与其他合金元素的合金化处理而得到的。
镁合金具有低密度、高强度、耐热性好等特点，因此具有广泛的应用前景。
首先，镁合金具有极低的密度，大约是钢的2/3，铝的1/4。
这使得镁合金在制造航空航天器材、汽车零部件和电子设备中具有重要的地位。
它的低密度不仅能够减轻整个设备的重量，提高设备的使用寿命，还能降低能源消耗，提高燃油效率。
因此，镁合金是汽车和航空航天工业中的理想材料之一。
其次，镁合金具有优异的强度和刚度。
虽然镁合金的密度较低，但它的强度却相对较高，能够承受较大的载荷。
此外，镁合金还具有良好的抗腐蚀性能，能够抵抗氧化、酸、碱等环境的侵蚀，因此它具有很长的使用寿命。
镁合金的优异性能使得它在航天航空、交通运输、电子设备等领域都有广泛的应用。
另外，镁合金还具有良好的导热性和导电性。
由于镁合金具有较高的导热性能，可以快速散热，因此广泛应用于散热模块及其他热管理设备中。
而镁合金具有良好的导电性，使得它在电子设备中发挥重要作用。
它可以用于制造电池外壳、散热器、绝缘层等等，能够提高设备的稳定性和寿命。
然而，镁合金也存在一些缺点。
首先，镁合金易于燃烧，需要采取一定的措施来防止其在高温下燃烧。
其次，镁合金的加工性能较差，容易产生切削刀具的磨损和切屑的高温燃烧，增加了制造成本。
综上所述，镁合金作为一种轻质、高强度、耐热的金属材料，具有广泛的应用前景。
它在航空航天、汽车和电子设备等领域都有重要的应用，将为未来的高新技术产品提供重要的支持。
当然，为了克服其缺点，需要进一步开展研究，开发新的制造和加工技术，以满足各种应用的需求。
镁合金的一些知识(一)
镁合金的一些知识（一）特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围：镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的镁合金（英文：Magnesium alloy）的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。
比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。
可作为阴极保护材料。
在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪音影响。
镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。
屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100% 回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。
适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大，达到25～26 μm/m℃，而铝合金则为23 μm/m℃，黄铜约20 μm/m℃，结构钢12 μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。
镁合金牺牲阳极是以镁为基础加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
镁及镁合金知识
一心一意炼精镁 聚精会神做合金 硅热（皮江）炼镁工艺流程图
一心一意炼精镁 聚精会神做合金 镁锭牌号
执行GB／T4399-2003
各国原镁标准名称
• 中国: GB/T4399-2003 • 日本: JISH2150 • 美国: ANSI/ASTMB92 • 前苏联:JOCT804-84 • 国际: ISO/DIN8287
℃
1900
673
470-595
540615
Mg/cm/d 0.02 0.05
A380 DC 2.74 96 22
2640 1066 540595 0.1
A356 T6 2.69
159
尼龙 ABS 钢 1.4 1.05 7.8 0.33 0.28 14
21.5 34.5 76.5 12
1.2
2590
120 0
一心一意炼精镁 聚精会神做合金 镁合金的主要特点
其特点是： 1 1.密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度
高，弹性模量大，消震性（阻尼性）好， 承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物 和碱的腐蚀性能好。 2.在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大 约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中 的最轻的金属,高强度、高刚性。
5 8 17 30-50
弹性模量
GPa Ambient 45
45 72 73 8.9 2.1 207
剪切模量
GPa Ambient 14
27 28
83
布氏硬度
65
60 80 80
140
泊松比
0.35 0.35 0.33
0.30
一心一意炼精镁 聚精会神做合金
镁合金应运实例
• 镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一，广泛应用 于航空航天工业、军工领域、交通领域、3c领域等。
金属材料-5 镁合金要点
• 镁合金通过成分和工艺的控制，特别是快速凝固镁合金，可 具有超塑成形性能，为镁合金加工困难提供了新的技术途径。
•
镁基合金与陶瓷颗粒有很好的相容性，制成镁基复合材料可 提高镁合金的刚度．降低线胀系数，提高强度、耐磨性和蠕 变抗力等综合性能，增加了镁合金与其他轻质材料的竞争能 力。
同合金。
镁合金牌号元素代号
元素代号 A B C D E F G H K L 元素名称 铝 铋 铜 镉 稀土 铁 钙 钍 锆 锂 元素代号 M N P Q R S T W Y Z 元素名称 锰 镍 铅 银 铬 硅 锡 钇 锑 锌
铸造镁合金锭
分九个系列24个牌号（GB/T 19078-2003） MgAlZnMn(AZ)、MgAlMn(AM)、MgAlSi(AS)、MgZnCu(ZC)、 MgZnZr(ZK)、MgZr(K)、MgZnRE(ZE、EZ)、MgREAgZr(QE、EQ)、 MgYREZr(WE)
• 我国原镁产量超过50万吨/年。产能、产量和出口均居世界首位
• 镁当前在工业上的应用大约50％作为铝合金添加元素，用于钢脱 硫和球墨铸铁约18％，用于镁合金压铸件约28％，用作变形镁合 金仅l％左右，其余用作化学元素、金属还原、阳极保护、固体
燃料、烟花等。
Mg的应用发展历史
过去：照明弹
Байду номын сангаас
近年：高比强合金，航空航天领域中的应用已成熟。汽车工业是近
第六章 镁及镁合金
一、镁合金特点 二、镁合金的种类与牌号 三、镁的合金化原理 四、铸造镁合金
五、变形镁合金
六、镁合金的新进展
一、镁合金特点
镁合金
简 介
镁由菱镁矿、光卤石、盐矿、卤水以及海水中提炼制取，主
要通过熔融氯化镁（MgCl2）电解还原得到。
在25℃时纯镁密度为1.76g/m3，密度比铝小，熔点为650℃。 镁具有密排六方结构，滑移系较少。在250℃以上由于增加
了滑移系，塑性较好。
屈服强度和弹性模量较低。 在大气中有足够的耐蚀性，在氢氟酸、碱和矿物油中也耐蚀，
镁合金的合金元素
稀土元素与镁不仅共晶温度比Mg-Al和Mg-Zn系高，Mg-RE系的α
固溶体和稀土化合物（Mg9Nd，Mg9Ce等）的耐热性也高，原子扩 散速度慢，有利于抗蠕变性能，故Mg-RE-Zr和Mg-RE-Mn系合金
是耐热Mg合金，可在150~250℃工作。
RE除了提高耐热性外，还能降低液、固二态合金的氧化速度，改
目前已取代MB1镁合金，用于生产飞机的蒙皮、壁板及润滑 系统的附件。使用温度低于200℃。
Mg-RE系耐热镁合金
Nd、Y、Ce等稀土元素可显著提高镁合金的
工作温度。
重要的合金系有Mg-Nd， 可利用Mg9Nd的沉
淀强化作用。Nd含量在3％时室温强度可达
到最大值。加Mn和Ni可进一步提高Mg-Nd合
其中Al的名义成分为9%，Zn的名义成分为1%。
变形镁合金
主要合金系：Mg-Zn-Zr、Mg-Al-Zn、
Mg-RE-Zr、Mg-Mn、Mg-Li系。
Mg-Zn-Zr系合金
这类合金是热处理强化变形镁合金。 MB15为其中的一种。成分：w(Zn)=5~6%，w(Zr)=0.3~0.9%，
化，是Mg合金的主要强化相，有较强的时效硬化效
应。
镁合金的合金元素
Zr（3.8％），Mn（3.4％）主要作用是细化
镁合金
其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围：镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。
镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。
比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。
在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。
屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。
适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大，达到25～26 μm/m℃，而铝合金则为23 μm/m℃，黄铜约20 μm/m℃，结构钢12 μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金原理
镁合金原理
镁合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，具有良好的加工性能和热传
导性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
本文将介绍镁合金的原理及其特性。
首先，镁合金的原理是指镁及其合金在一定条件下的物理和化学性质。
镁是一
种化学性质活泼的金属元素，具有较高的比强度和比刚度，是轻金属中比强度最高的一种。
镁合金的主要合金元素包括铝、锌、锰、铜等，通过合金化可以改善镁合金的强度、耐腐蚀性和加工性能。
其次，镁合金具有许多特性。
首先是轻质高强度，镁合金的密度仅为铝的2/3，但其比强度却高于铝合金。
其次是耐腐蚀性，镁合金具有良好的耐腐蚀性能，能够在大气环境和许多腐蚀介质中保持良好的稳定性。
此外，镁合金还具有良好的加工性能，可以通过压铸、挤压、锻造等方式加工成型，适用于复杂结构的制造。
另外，镁合金还具有良好的热传导性能，能够有效地散热，因此在航空航天和汽车制造领域得到广泛应用。
总的来说，镁合金是一种具有广泛应用前景的金属材料，其原理和特性使其在
航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有重要的地位。
随着科学技术的不断进步，镁合金的应用领域将会进一步扩大，为人类社会的发展做出更大的贡献。
镁合金压铸知识点总结
镁合金压铸知识点总结
一、镁合金的特性
1. 优点：良好的机械性能（高比强度和刚度）、良好的耐腐蚀性能、良好的导热性能、轻质等特点，使得镁合金在航空航天、汽车、电子、军工等领域有广泛的应用。
2. 缺点：镁合金具有较高的熔点、化学活性大、氧化膜不易去除、收缩率大、塑性差等缺点。
二、镁合金压铸工艺
1. 镁合金压铸工艺的步骤：原料处理、熔化与保温、注射压铸、冷却固化、开模脱模等。
2. 镁合金压铸工艺的要点：适当的注射速度、注射压力，严格控制熔体温度和模具温度，合理的模具设计等。
三、模具设计
1. 模具结构设计：模腔形状、排气系统、浇口系统、冷却系统等要素的设计。
2. 模具材料选择：要选择抗热疲劳、耐磨损、导热性能好的材料。
四、工艺控制
1. 熔体温度：熔体温度的控制直接关系到产品的质量，一般采用真空熔炼和保温的方式来控制熔体的温度。
2. 注射速度和压力：注射速度和压力的调节对产品的成型充填性和密度具有重要影响。
3. 模具温度：模具温度直接影响成型零件的表面质量和尺寸精度。
五、产品质量分析
1. 表面质量：产品的表面质量受模具表面处理和成型工艺控制的影响。
2. 尺寸精度：尺寸精度受模具设计、温度控制和成型过程控制的影响。
3. 成型缺陷：成型过程中可能出现的缺陷有气孔、烂模、收缩等，需要通过工艺改进和模具设计来解决。
以上就是对镁合金压铸知识点的简要总结，镁合金压铸作为一种重要的工艺，在现代工业中有着广泛的应用前景。
希望本文能为读者对镁合金压铸工艺有更深入的了解提供帮助。
镁合金的安全操作模版
镁合金的安全操作模版镁合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能。
然而，由于其在高温或潮湿环境中容易发生自燃的特性，使用镁合金需要严格遵守安全操作规程。
下面是镁合金的安全操作模板，详细介绍了相关的安全操作措施和注意事项。
一、镁合金的基本情况介绍镁合金是一种由镁和其他金属元素合金化而成的材料。
镁具有极低的密度和较高的强度，因此镁合金在航空航天、汽车工业和电子产品等领域得到广泛应用。
然而，镁合金在高温或潮湿环境中容易发生自燃，所以在使用和操作过程中需要特别注意安全。
二、镁合金的物理性质和化学性质1. 物理性质：- 密度：镁合金的密度较低，一般在1.74-1.85g/cm³之间。
- 强度：镁合金具有较高的强度，可用于承载结构。
- 导热性：镁合金具有良好的导热性，使用时需注意防止热损伤。
2. 化学性质：- 惰性：在常温下，镁合金具有一定的耐腐蚀性，但对于一些强酸和碱有一定的腐蚀性。
- 自燃性：在高温或潮湿环境中，镁合金易发生自燃反应，需要特别注意。
三、镁合金的安全操作措施1. 环境要求：- 应在通风良好的室内或空旷的场地进行操作，避免操作过程中积聚的可燃气体引发火灾。
- 需要防止镁合金暴露在湿度较高的环境中。
操作环境的湿度应控制在相对湿度低于50%的范围内。
2. 个人防护：- 操作人员应穿戴符合安全要求的防护服装和防护设备，包括耐火手套、面罩、护目镜和防火靴等。
- 操作人员应定期接受安全培训，掌握镁合金的危险特性和相应的应急处理方法。
3. 操作规程：- 操作前需要仔细检查设备和操作区域，确保没有可燃物和火源。
- 操作前需清理操作区域，防止灰尘和杂物积聚，减少火灾风险。
- 在操作过程中，需使用专用的工具和设备，避免产生火花或高温。
- 不得使用潮湿的工具或直接接触镁合金，以防止剧烈反应和自燃。
四、镁合金的应急处理方法1. 自燃事故：- 确保自燃发生处的人员已撤离，并及时通知消防部门。
镁合金简介
镁合金的特点在纯镁中加入某些有用的合金元素可获得不同的镁砂合金，它们不仅具有镁的各种特性，而且能大大改善镁的物理、化学和力学性能，扩大其应用领域。
目前，已开发出几十种不同性能的镁合金，形成了镁合金体系。
大多数镁合金具有以下特点：（1）镁合金的密度比纯镁（1.738g·cm-3）稍高，为1.74-1.85g·cm-3，比铝合金低36%，比锌合金低73%，仅为钢铁的1/4，因而其比强度、比刚度很高。
镁合金是目前世界上最轻的结构材料，采用镁合金制作零部件，可减轻结构重量，降低能源消耗，减少污染物排放，增大运输机械的载重量和速度，是航空航天和交通运输工具轻量化的良好材料。
（2）镁合金的比弹性模量与高强度铝合金、合金钢大致相同，用镁合金制造刚性好的整体构件，十分有利。
镁合金的焊接性能和抗疲劳性能也不错。
（3）镁合金弹性模量较低，当受外力作用时应力分布更为均匀，避免过高的应力集中。
（4）镁合金有高的振动阻尼容量，即高的减振性、低惯性。
（5）镁及其合金在高温和常温下都具有一定的塑性,因此可用压力加工的方法获得各种规格的棒材、管材、型材、锻件、模锻件和板材以及压铸件、冲压件和粉材等。
（6）镁合金具有优良的切削加工性能，其切削速度大大高于其他金属，因其较高的稳定性，铸件的铸造和加工尺寸精度高。
（7）镁在碱性环境下是稳定的，有抗盐雾腐蚀性能。
（8）镁与铁的反应性低，压铸时铸模熔损少，使用寿命长，镁的压铸速度比铝高。
（9）镁在铸造工业方面具有较大的适应性，几乎所有的特种铸造工艺都可以铸造。
与其他合金材料相比，镁合金也存在如下缺点：（1）镁的化学活性很强，在空气中易氧化，易燃烧，且生成的氧化膜疏松，所以镁合金必须在专门的熔剂覆盖下或保护气氛下熔炼。
加工车间和制粉车间要特别注意防火。
（2）抗盐水腐蚀能力差，因此必须进行防腐处理。
（3）同钢铁材料接触时，易产生电化学腐蚀。
（4）杨氏模量、疲劳强度和冲击值等零件设计方面的材料性能比铝低。
镁合金知识培训
技术培训资料一、镁合金材料的优越性1、重量轻镁金属是所有商业金属中重量最轻的金属，按ρ=1.8g/cm3计算，镁合金比聚合物（塑料）轻20%，比铝轻30%。
2、比强度高即镁合金的强度与质量之比高，具有一定的承载能力。
3、弹性模量小，抗震力强,耐冲击，吸振性好；刚性好，表示长期使用不易变形，尺寸稳定。
4、抗电磁干扰及屏蔽性好，防辐射，无磁性。
5、色泽鲜艳美观，并能长期保持完好如新。
6、对环境无任何影响镁金属极其合金是一种环保型材料，，对环境无污染，其废料回收利用率高达85%以上，回收利用的费用仅为相应新材料价格的4%左右。
7、成型性好8、散热性好9、切削加工性能好二、镁合金压铸的优势模具寿命和生产效率钢模具型腔的热裂和热冲击，是多年来一直困扰压铸工作人员的两个问题。
在压铸铝合金时，在压射了10.000次后，就发现冲击的痕迹和热裂，这并不少见。
只要模具一开始投入使用，它型腔的钢材就慢慢被损伤；当压铸了150.000-200.000次以后，就要更换模具了。
有的时候，模具的寿命可能更短些。
镁合金与铝合金不同，它不像铝合金那样侵袭型腔的钢材。
根据实际的资料，压铸镁合金的模具的寿命约为铝合金模具的3-4倍。
有许多镁合金压铸模，在压铸了500000次以后，现在还在生产中正常使用。
许多这样的模具还在用于生产薄壁件，其表面质量要求很高。
由于镁的凝固很快，以及它不易粘结，所以可以比铝有更高的生产效率，而仃机和喷雾的时间更少。
与铝合金相比，镁合金的压铸周期时间可以比铝合金缩短25%到50%。
由于镁合金本身固有的特性，因而能有较快的压铸速率。
与铝合金相比，其压铸速率可以提高50%。
可以减轻重量是镁合金的另一重要优点，但与铝合金，锌合金作精确的减轻重量的比较，还要根据图纸作全面的考虑。
压铸的加工成本包括人工、设备投资、工作效率，在设备方面同锌、铝合金压铸投资相比，因为熔炉系统、模具加热或冷却系统费用较高，在压铸参数基本相同的条件下，镁合金压铸的设备费用变的较高。
镁合金基础知识
2．2．2 镁合金成分与牌号 ． ．
目前，国际上倾向于采用美国试验材料协会 目前，国际上倾向于采用美国试验材料协会(ASTM)使用 使用 的方法来标记镁合金。 的方法来标记镁合金。 镁合金中合金元素代号见表2-2。 镁合金中合金元素代号见表 。 镁合金牌号中两位数字表示主要合金元素的名义质量分 数(％)。其局限性是不能表示出有意添加的其它元素。 ％ 。其局限性是不能表示出有意添加的其它元素。 由于这个原因，这种体系需要改进。 由于这个原因，这种体系需要改进。 后缀字母A、 、 、 、 等是指成分和特定范围纯度的 后缀字母 、B、C、D、E等是指成分和特定范围纯度的 变化。 变化。 表示主要合金元素为Al和 ， 如AZ91E表示主要合金元素为 和Zn，其名义含量分别 表示主要合金元素为 为9％和1％， 表示AZ91E是含 ％Al和1％Zn合金系列 ％ ％，E表示 是含9％ 和 ％ 合金系列 ％， 表示 是含 的第五位。 的第五位。
表2-2 镁合金中合金元素代号
2．2．3 镁合金的分类及热处理 ． ．
镁合金的分类有三种方式：化学成分、 镁合金的分类有三种方式：化学成分、成形工艺和是否含 锆。 根据化学成分，以五个主要合金元素Mn、 、 、 和 根据化学成分，以五个主要合金元素 、Al、Zn、Zr和 稀土为基础，组成基本合金系： 稀土为基础，组成基本合金系：Mg-Mn，Mg-Al-Mn， ， ， Mg-Al-Zn-Mn，Mg-Zr，Mg-Zn-Zr，Mg-RE-Zr，Mg-Ag， ， ， ， RE-Zr，Mg-Y-RE-Zr。 RE-Zr，Mg-Y-RE-Zr。 Th也是镁合金的一种合金元素，组成合金系：Mg-Th-Zr， 也是镁合金的一种合金元素， 也是镁合金的一种合金元素 组成合金系： ， Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr。因Th具有放射性，基 具有放射性， ， 。 具有放射性 本不再使用。 本不再使用。 按有无Al，分为含Al镁合金和不含 镁合金； 镁合金和不含Al镁合金 按有无 ，分为含 镁合金和不含 镁合金； 按有无Zr，可分含Zr合金和不含 合金。 合金和不含Zr合金 按有无 ，可分含 合金和不含 合金。 根据加工工艺划分， 根据加工工艺划分，镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合 金两大类(见图 见图2-2)。两者没有严格的区分，铸造镁合金 金两大类 见图 。两者没有严格的区分， 如AZ91、AM20、AM50、AM60、AE42等也可以作为锻 、 、 、 、 等也可以作为锻 造镁合金。 造镁合金。
镁合金基础学习培训资料-精
原材料成份要求与压铸件成份要求：ASTM B93-05、ASTM B94-05
• 压铸件
合金 Al Zn Mn Be Fe Si Cu Ni 单一
牌号
杂质
AZ91 8.3- 0.35- 0.15- ------- ≤0.0 ≤0.1 ≤0.0 ≤0.0 ≤0.0
D 9.7 1.0 0.5
05 0
3
02 2
• （1）.与非金属单质的反应： 2Mg+O2=2MgO 3Mg+N2=Mg3N2 （点燃） （2）.与水的反应： Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑(加热) （3）.与酸的反应：Mg+2HCl=MgCl2+H2 ↑ （4）.与氧化物的反应：2Mg+CO2=2MgO+C(点 燃) 由于镁的化学性质十分活泼，与众多的介质能 发生反应，客观上也限制了镁的应用。
镁元素知识介绍
• 2．镁的产生：镁主要是从矿石或海水中提取的：从矿石中提取主要是利用镁 的蒸气压和凝固点，通过硅铁中的活性硅与矿石中的Mgo发生反应，从而生 产镁蒸气来制取的；从海水中提镁：主要是电解法来制取，我国目前主要是 采取硅热法（皮江法）生产金属镁。
• 3．金属镁的应用 • 常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。主要用于制造轻金属合金、
镁合金分类
• 镁合金可分为：镁铝锌系列合金、镁锰系列、镁锌锆系列 合金及镁稀土合金；又分为变形合金与耐热合金。
• 压铸常用的合金：AZ91D、AM60B、AM50A等；AZ91D 具有良好的铸造性能和机械强度,合金主要用于要求有一 定的强度，合金流动性能要求高的产品，应用较为广泛的 是电脑面板及内构件、手机面板及内构件等。
镁元素知识介绍
详解镁合金材料-精品课件
3、纯镁的熔点为650土1℃。但镁在熔 化温度时极易氧化甚至燃烧，故熔炼技 术比较复杂。
4、镁具有密排六方点阵结构，其塑性变 形能力比铝小。
5、纯镁的强度不高，大致与纯铝差不多。
6、镁具有很高的化学活泼性。其表面氧 化镁薄膜性很脆，而且不如氧化铝薄膜 致密，故镁在潮湿的空气中，特别在盐 水中的抗腐蚀性很差。
镁合金具有较高的比强度和比刚度，并有 高的抗震能力，能承受比铝及其合金大的 冲击载荷，且切削加工性好，易于铸造和 锻压，所以在航天航空工业中获得较大应 用。
第二节 镁合金中的合金元素及其作用
一、镁的合金化
镁的合金化原理与铝的相似，主要是通过 加入合金元素，产生固溶强化、过剩相强 化、沉淀强化和细晶强化，以及提高合金 的抗蚀性和耐热性能。常用合金元素主要 是铝、锌、稀土金属、锂、银、锆、钍、 锰及微量镍等。
第一节 镁及镁合金 第二节 镁合金中的合金元素 第三节 镁合金的生产及热处理特点 第四节 变形镁合金 第五节 铸造镁合金
第一节 概述
一、纯镁的特性 镁在地壳中的储藏量极丰富，其蕴藏量为
2.1%，仅次于铝和铁而占第三位。 其特 点如下： 1、纯镁的比重小，只有1.74，是工业用 金属中最轻的一种。镁合金具有比铝合金 更高的比强度，可达18.8左右。 2、镁的弹性模数E比较小，在室温时E为 45000MPa。
一、变形镁合金
1、镁锌锆系合金(Mg-Zn-Zr)
这类镁合金是热处理强化变形镁合金。其中 镁合金MB15的w（Zn）=5.0％～6.0％，w （Zr）= 0.3％～0.9％，w（Mn）=0.l％。 其沉淀强化相为Mg2Zn3。
MB15的缺点是焊接性差，不能做焊接件。 由于其强度高，耐蚀性好，无应力腐蚀倾向， 能制造形状复杂的大型构件，如飞机上的机 翼长绗、翼肋等，其使用温度不超过150℃。
镁合金讲义教育资料
氧气
粉尘云
着火源
空气中存在
200μｍ以下
焊接、研磨等的火花
特别是100μｍ以下 静電
时很危险
利用湿式集尘器预防
爆炸
但是毎年都会发生粉尘爆炸事故 在集尘器周围、加工现场使用火时要格外小心
事故事例③
③预热炉的温度升得过高引起镁合金着火
结果 预热炉被烧坏
2006/9
原因 预热炉的温度控制不好，一直升到着火温度为止
事故事例⑤
（事故事例 3. 5－①） NC车床加工时着火
火花落下
（事故与对策） 车床在切削铸件时细小的镁屑着火并且掉落下去，把下面堆积的镁屑也引燃了 。由于操作员没有及时发现，直到车床的电线都引燃了火才被灭掉。 火是用干燥砂灭掉的。 因为在切削加工中没有及时清理碎屑，使镁屑大量堆积是造成此事故的原因。
H2 + 1／2O2 → H2O ②铝热反应
氢气燃烧
4Mg + Fe3O4 → 4MgO + 3Fe +308kc发al热
镁
生锈的铁等
／４molFe3O4
镁合金的反应②
③与空气的ห้องสมุดไป่ตู้应
氧化镁
2Mg + O2 → 2MgO （白色）
氮化镁 3Mg + N2 → Mg3N2 （茶褐色） Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 ＋
镁合金教育资料
精品
镁合金的特性①
密度（20℃） [ g/cm3 ] 熔点 [℃] 沸点 [℃]
比热（20℃） [ cal/g ] 热传导率
[cal/cm2/cm/s/℃]
镁合金 1.7 650
1,105 0.245 0.38
镁合金
镁及镁合金认知报告一、镁及镁合金的概述镁的元素符号为Mg,原子序数12，元素周期表中ⅡA族碱土金属元素，电子轨道分布1s2 2s2 2p6 3s2，其相对原子质量为24.3050。
纯镁具有金属色泽，呈亮白色，标准大气压下纯镁为密排六方结构，无同素异构转变。
镁是地壳中最丰富的元素之一，约占地壳组成的25%。
镁是常用金属结构材料中最轻的一种，其熔点为650℃，与铝熔点差不多，但密度是铝的2/3，为1.738g/cm3。
但是纯镁的力学性能很差，化学活性很强，电极电位很低，抗蚀性较差，由于具有以上缺点，镁至今还未成为可以大规模使用的结构材料。
镁与一些金属元素如铝、锌、锰、稀土、锆、银和铈等合金化后得到的高强度轻质合金称为镁合金。
镁合金的密度通常为 1.75-1.85 g/cm3，在现在的金属材料中最小，约为铝的64%，钢的23%，而其铸件的比强度和疲劳强度均比铸铝合金高，此外，镁合金的弹性模量较低，在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高50%左右，可制造承受猛烈冲击的零部件。
镁合金阻尼性能好，适合于制备抗震零部件。
同时，镁合金具有优良的切削加工性能，切削速度大大高于其他金属。
镁合金还具有优良的铸造性能，可以用几乎所有铸造工艺来铸造成形。
正因为以上优点，镁合金在汽车、电子、电器、航空航天、国防军工、交通等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
但是，由于受材料制备、加工技术、抗腐蚀能力、抗蠕变性能以及价格因素的影响，目前镁合金的应用量远远落后于钢铁和镁合金。
二、镁合金的基本概念1.镁合金的分类一般来说镁合金的分类依据有三种：合金化学成分，成形工艺和是否含锆。
按化学成分，镁合金主要划分为Mg-Al、Mg-Mn、Mg-Zn等二元，以及Mg-Al-Zn、Mg-Al-Mn等三元系及其他多组分系镁合金。
按成形工艺，镁合金可划分为铸造镁合金和变形镁合金，两者在成分、组织性能上存在很多差异。
铝、锆为镁合金中的主要合金化元素。
金属材料学第12章 镁合金
49% 铝合金 14% 稀土合金 17% 镁压铸件 18% 炼钢脱硫 2% 金属还原
※国家科技部把镁的产业化列入国家十· 五
重大攻关项目，把镁的开发列入国家863计划 项目；
※国家计委把镁产业的发展列入国家高新技
术发展新材料专项；
在新世纪，镁及镁合金材料研究和应用的快
速发展已成为必然趋势！
12镁合金magnesium alloy 12.1概述 12.1.1镁合金的性质
⑴ 相对原子质量为24.32，密排六方晶体结构。 ⑵ 20℃时ρ1.738g/cm3，结构材料中最轻金属。 ⑶ 体积热容最低。20℃时为1781J/（dm3· K）， →重要特性是升温与降温都比其他金属快。 ⑷ 化学活泼性高。在潮湿大气、海水等介质中 会引起剧烈腐蚀，但在干燥大气、汽油等介质中 却很稳定。 ⑸ 室温塑性很差。
12.5.镁合金的热处理
1.固溶强化：溶质与溶剂原子差别越大，屈服强度越高。
溶质
Al Zn Ca Ce Th Li
与镁的原子尺 寸差（dmgdm）/dmg 10 16 -24 -14 -13 5
溶质每增加1%的 强化效果 (屈服强度) 25 45 110 148 212 -
2.沉淀强化：经固溶及时效处理后理想的沉淀相 是弥散分布、与基体有共格关系、不易粗化。 但镁合金中尚未发现GP区，沉淀相随温度升高快 速粗化变软，时效强化较铝合金差。
（2）原子尺寸因素。△R＜15%时能形成无限固 溶体。约一半金属元素与镁可形成无限固溶体
（3）电负性因素。元素之间电负性相差越大，生
成的化合物越稳定，化合物往往具有Laves相结构，
同时其成分具有正常的化学价规律。
（4）原子价因素。元素间原子价相差越大，溶解 度越小。 合金元素有Al、Zn 、Mn等。
镁合金基础知识介绍
5. 改善措施
根本原因 改善方向
建議改善内容
其他方式研磨
避免粘附碎屑 採用高強鋼針，避免
磁力震動研
碎屑脫落
磨碎屑粘附 鎂件表面
化成前超音波震蕩
去除粘附碎屑 化成前酸浸（2% H2SO4 15-30秒）
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3
鎂合金應用
•镁合金零件重量轻，惯性小，在纺织和印刷行业
中用于高速运动的零部件； •能对电磁场进行一定程度的屏蔽是镁合金的特性，
这个特性使得镁合金零件取代塑胶制品成为3C产 业中的新亮点。
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鎂合金應用
2). 非結構材料
•镁可以作为铝合金，锌合金，铅合金等有色合金的
合金化元素； •在制备镍合金和铜合金时可用做脱氧剂和脱硫剂； •球磨铸铁在浇铸前用镁做孕育剂； •在生产铍，锆，钛金属时用做还原剂； •利用电化学电位低的特点镁广泛应用在牺牲阳极和
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鎂合金分類
•化學成分
–是否含Al: 含Al鎂合金，不含Al鎂合金 –是否含Zr: 含Zr鎂合金，不含Zr鎂合金 –主要合金：Mg-Al-Zn, Mg-Mn, Mg-Zn-Zr, Mg-RE-Zr等
•成型工藝
–鑄造鎂合金(cast): 砂型鑄造(sand cast), 壓鑄(die cast)
–變形鎂合金(wrought): 鍛造(wrought)，擠壓 (extruded)，軋制(rolled)
鎂合金基礎介紹 及案例探討
華南檢測金屬 武俊偉
1
内容
•鎂合金應用及特點 •鎂合金物理特性 •鎂合金結構/組織/成分/成型 •鎂合金腐蝕性 •表面處理類型 •未來發展方向 •案例介紹
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鎂合金應用
1). 結構材料
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鎂合金應用
•镁合金零件重量轻，惯性小，在纺织和印刷行业 中用于高速运动的零部件； •能对电磁场进行一定程度的屏蔽是镁合金的特性， 这个特性使得镁合金零件取代塑胶制品成为3C产 业中的新亮点。
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鎂合金應用
2). 非結ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料
•镁可以作为铝合金，锌合金，铅合金等有色合金的 合金化元素； •在制备镍合金和铜合金时可用做脱氧剂和脱硫剂； •球磨铸铁在浇铸前用镁做孕育剂； •在生产铍，锆，钛金属时用做还原剂； •利用电化学电位低的特点镁广泛应用在牺牲阳极和 电池极板工业。
A - Al S - Si
Be
Z - Zn
K - Zr Q - Ag
M - Mn
T - Sn C - Cu
X - Ca
J - Sr
E- Rare earth
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鎂合金成分
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鎂合金組織
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鎂合金組織
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鎂合金成型工藝
(1) Introduction of molten metal into a mold cavity; upon solidification, metal conforms to the shape of the cavity.
–利用微弧區瞬間高溫燒結作用直接在鎂合金表面原位生 長陶瓷膜； –Mg基體/界面層/緻密層60~70%/疏鬆層~20%， –與基體結合牢固，結構緻密，耐磨，耐蝕，絕緣性佳
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鎂合金表面處理 • 激光處理
–表面的快速融化與凝固，納秒脈衝内可產生1010℃/s的 冷卻速度 –金屬表面改性形成亞結構固溶体
•3.进行表面处理
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鎂合金表面處理
•化學轉化膜
–鉻酸鹽，磷酸鹽，高錳酸鉀（加HF或HNO3)爲主的化學轉 化 –膜層薄而軟，主要做中閒工序
•陽極氧化
–以Mg或Mg合金為陽極，通外加電流在鎂件表面形成膜層 的過程； –大工件難得到均勻膜層； –有孔隙，膜層結合力較Al件差
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鎂合金表面處理
•微弧氧化
五級
嫌疑犯 = 真兇
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5. 改善措施
根本原因 改善方向 避免粘附碎屑 磁力震動研 磨碎屑粘附 鎂件表面 建議改善内容 其他方式研磨 採用高強鋼針，避免 碎屑脫落 化成前超音波震蕩
去除粘附碎屑 化成前酸浸（2% H SO 2 4 15-30秒）
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鎂合金的腐蝕
爲何耐腐蝕性較差？
1.很活潑； 2.氧化膜保護性差
穩定區域
不腐蝕區域
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鎂合金的腐蝕
★如何提高？ •1.控制杂质含量
發展高純鎂合金(AZ91D, AZ91E, AM60B)
•2.採用快速凝固
擴大固溶度限制和細化晶粒 Al content: RS (5~9%) > semi-solid (~3%) > AC (~2%)
Die Casting
Sand Casting
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鎂合金成型工藝
(2) Bulk deformation processes that induce shape changes by plastic deformation under forces applied by tools and dies.
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1. 專案背景
在化成后表面即發現~20%白點；
鎂合金生産流程：鎂錠壓鑄--機加—研磨（磁力
震動）—化成（Ca係和Mn係）—烤漆
。
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1. 專案背景
機械加工
壓鑄工程
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1. 專案背景
化成處理
塗裝工程 毛邊研磨
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2. 分析步驟
異常點樣品 原始表面 酒精擦拭后表面 SEM + EDS 分析 分析異常根源及嫌疑制程 嫌疑制程驗證 （鹽霧，SEM + EDS） 真因綜合分析，改善建議
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鎂合金應用
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鎂合金物理特性
•原子序數 12 •熔點 650℃ •密度 1.74g/cm3 •標準電機電位(Mg2+/Mg) –2.37 Vnhe •密排六方結構 （a=0.320nm, c=0.520nm） •原子体积14.0cm3/mol
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鎂合金結構
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鎂合金結構
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鎂合金成分
•主要合金元素: Al Zn Mn •主要合金元素: Zr Sn Y Th •雜質: Fe Ni Cu Co
鎂合金基礎介紹 及案例探討
華南檢測金屬 武俊偉
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内
容
•鎂合金應用及特點 •鎂合金物理特性 •鎂合金結構/組織/成分/成型 •鎂合金腐蝕性 •表面處理類型 •未來發展方向 •案例介紹
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鎂合金應用
1). 結構材料
•镁合金比强度高，在航空工业很受青睐； •镁合金最輕的結構金屬，汽车工业上主要用 于制造汽车方向盘，轮觳，座椅支架和变速 箱壳体等；
Forging
Extrusion
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鎂合金分類
•化學成分
–是否含Al: 含Al鎂合金，不含Al鎂合金 –是否含Zr: 含Zr鎂合金，不含Zr鎂合金 –主要合金：Mg-Al-Zn, Mg-Mn, Mg-Zn-Zr, Mg-RE-Zr等
•成型工藝
–鑄造鎂合金(cast): 砂型鑄造(sand cast), 壓鑄(die cast) –變形鎂合金(wrought): 鍛造(wrought)，擠壓 (extruded)，軋制(rolled)
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3. 分析結果—化成后表面（1）
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3. 分析結果—化成后表面（2）
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3. 分析結果—化成后表面（2）
專家指出：主要異物可能來源於磁力震動研磨制程
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4. 嫌疑制程驗證（1）
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4. 嫌疑制程驗證（2）
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4. 嫌疑制程驗證（3）
未研磨 磁力震動研磨后
鹽 霧 試 驗 對 比
六級
零級
• 離子注入
– 高真空狀態下，加速的高能離子在高壓下以高速衝擊 要處理的樣品表面注入樣品内部的方法 – 形成亞穩態或平衡態表層合金或陶瓷埋入層
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未來發展方向
• 6th international conference on Magnesium alloys and their applications，2002