镁合金的特性及应用

由結晶結構解釋鎂合金不易在常溫加工的原因：
鎂金屬原子係以六方最密堆積(Hexagonal Close Packed HCP)的方式排列。在這種只有一個滑移 平面以及三個滑移方向的原子結構下，鎂合金材 料在室溫下所擁有的滑移可能性相當有限，造成 延性非常低、不易成形的特性。
常見壓鑄用鎂合金型號及用途
F:製造狀態 O:退火 H10、H11-略為應變強化 H23、H24、H26-應變強 化及部分退火 T4-固溶處理 T5-只時效處理 T6-固溶後時效處理
不同元素在鎂合金中的影響
元素 鋁
鈹 鈣 銅 鐵 鋰
影響 增加合金的機械強度及硬度，也可以增加凝固 區間使得合金容易鑄造。 可以減少鎂熔湯表面氧化的程度。 具有耐燃的作用，防止鎂湯劇烈氧化。
鎂合金的命名及分類系統
鎂合金的命名規則主要由ASTM-B275所規範
AZ 91 D - T6
第一部份
第二部份
第三部份
第四部份
指示兩種主要元素
指示兩種主要元素含量
區別除了兩種主要元 指示合金狀態及性質 素外其他元素的不同
由兩個字母組成代表 兩種主要元素，含量 高的在前
由兩個數字組成指示兩種主 要元素之含量，順序如第一 部份
由一個字母組成
由一個字母與數字組成 (和第三部份以”-”記號隔 開)
A鋁、B鉍、C銅、D 鎘、E稀土元素、F 鐵、H釷、K鋯、 L鈹、M錳、N鎳、P 鉛、Q銀、R鉻、S矽 、T錫、W釔、Z鋅
所有數字(四捨五入)
A=第一種標準成份 B=第二種標準成份 C=第三種標準成份 D=高度存合金 E=高抗蝕性合金 X1=未在ASTM登記的 合金
與其他合金之熱性質比較
鋁合金 銅合金 鋼 鎂合金 鎳合金 鈦合金 鋅合金
熱傳導度(W/m-。C) 121~239 29~234 15~52 75~138 12~63 8~12 105~113
比熱(J/kg-。C) 880~920 377~435 448~502 1046 381~544 502~544 402
(1)耐熱鎂合金：當溫度升高時鎂合金強度及抗潛 變性能的下降使得鎂合金在汽車工業上的應用有 所侷限。也因此針對此項目前以添加烯土元素 (RE)及矽(Si)為主要的改善方法。
目前常見的有AS系列(AS21、AS41)、QE22及 WE44，後兩者的高溫機械性與鋁合金相近但是 成本高。
最近美國及加拿大推出添加Ca元素的耐溫鎂 合金，ZAC8506（Mg-8Zn-5Al-0.6Ca)、Mg-5Al0.8Ca 也具有不錯的高溫機械性。
降低鎂合金耐蝕性，可改善高溫機械性質。
對鎂合金有害，降低鎂合金耐蝕性。
具有高溶解度，添加至11%以上可以將鎂合金 轉變為bcc的結構，增加室溫延性，並具時效硬 化特性。
元素 錳
鎳 稀土 矽
鋅
鋯 釔
影響 可增加降伏強度，可改善Mg-Al、Mg-Al-Zn系列 合金的耐鹽霧性質。 如鐵一般對鎂合金有害，降低鎂合金耐蝕性。 可增加高溫機械性質、降低焊接熱裂 增加鎂合金在液態下的流動性，如合金中同時 有鐵存在會降低鎂合金的耐蝕性。 增加室溫機械性質，具有改善鐵、鎳造成易腐 蝕的效應。 具晶粒細化作用，
B94 8.3- 0.15- 0.35- 0.030 0.005 0.10 0.002 9.7 0.50 1.0
- 0.02
不同鎂合金的特性
鎂金屬的基本特性：
﹙1)實用金屬中質量最輕﹙約鋁的2／3、鋅的
1/4﹚。
(2)比重上的剛性較高
(3)震動吸收性良好
鎂合金之比阻尼容量為鋁合金的10~25倍，鋅合金之 1.5倍，顯示其吸震能力的優異，可減少噪音及振動， 用在可攜式設備上有助減少外界震動源對內部精密電
源自文库
如何提鍊鎂元素及鎂合金的分類
鎂元素的提煉方法：主要有兩種來源 (1)電解法： 利用電解法來提煉鎂元素，利用海水處理而成 之氯化鎂，在以電解法作成液態之金屬鎂。 (2)氧化還原法： 礦石提煉主要是利用熱還原法，其中又可分為 Pidgeon法及Magnetherm法，是利用氧化物混 合碳及矽等還原劑，在高溫、減壓之環境下， 還原成鎂蒸氣，在經冷卻濃縮後就可得鎂金屬。
鎂合金的特性及應用
單元內容
鎂合金的歷史 如何提鍊鎂元素及鎂合金的分類 不同鎂合金的特性 鎂合金的生產方法 鎂合金廢料的分級及回收
鎂合金的歷史
1808年Davy發現氧化鎂為一種新的金屬與氧的 化合物。
1828年法國的Bussy將由氯化鎂中將鎂分離成 金屬元素，才對於其性質有某種程度的了解 。
工業生產鎂始於1886年之德國，直到本世紀初 的1909年，實用的鎂合金才由德國I. G. Farbe Industrie A. G.的G. Elektron所創製，為有名 的Elektron合金，這是Mg-Al-Zn系合金或 MgMn系合金，素來用為鑄造品。當時英國用來橫 越大西洋的飛船，就是用這種鎂合金建造的。
子、光學元件的干擾。
(4)切削抵抗小，加工性優良
(5)電磁波絕緣性佳
個人電腦、行動電話等設備的晶片使用時發 出的高頻電磁波往往會穿透外殼，互相干擾而變 成雜訊的來源，影響通訊及運算的品質。鎂合金 是金屬，本身即為良導體，可直接扮演電磁遮蔽 之角色，不像塑膠材料需另作導電處理。
(6)導熱性高
一般金屬的熱傳導度是塑膠的數百倍，因此 用於電子產品外殼或零組件時，若是能夠在結構 及熱傳導上綜合設計考量，即可發揮heat sink的 功能，將CPU等電子零件產生的熱量疏導排除。 與其它材料比較(下頁表)，鎂合金的熱傳導度略 低於鋁合金及銅合金，但遠高於鈦合金，比熱則 與水接近，是常用合金中最高者。從筆記型電腦 等產品的散熱需求來考慮，鎂合金外殼傳熱快， 自身又較不容易發燙，無疑是個極佳的選擇。
改善鎂合金耐潛變性質，增加高溫工作溫度。
廠內使用鎂合金AZ91D的成分規範 主要分為鑄錠成分規範(ASTM B93)及鑄件成份規 範(ASTM B94)
Unit:wt%
Al
Mn Zn Cu Fe Si
Ni
Be other
Max. Max. Max. Max. (ppm)
B93 8.5- 0.17- 0.45- 0.025 0.004 0.08 0.001 5-30 0.01 9.5 0.4 0.9