高性能镁合金的研究进展
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，新能源汽车产业蓬勃发展。
在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其独特的性能逐渐受到关注。
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、减震性能好等优点，在实现汽车轻量化方面具有巨大潜力。
然而，要充分发挥镁合金在新能源汽车中的优势，其热处理工艺和力学性能的研究至关重要。
一、镁合金在新能源汽车中的应用优势新能源汽车对于轻量化的要求极高，因为车辆重量的减轻可以显著提高续航里程和能源利用效率。
镁合金的密度约为 174g/cm³，相比铝合金和钢铁，其重量更轻。
这使得在汽车零部件中使用镁合金能够有效降低整车重量，从而减少能源消耗。
此外，镁合金还具有良好的电磁屏蔽性能，能够有效减少车辆内部的电磁干扰，提高电子设备的稳定性和可靠性。
同时，镁合金的减震性能优于其他金属材料，能够提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
二、新能源汽车用镁合金的常见热处理方法1、固溶处理固溶处理是将镁合金加热到一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，然后快速冷却。
这一过程可以提高镁合金的强度和塑性，改善其综合力学性能。
2、时效处理时效处理是将经过固溶处理的镁合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体中的溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度。
时效处理的温度和时间对镁合金的性能有着重要影响。
3、退火处理退火处理主要用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。
退火温度和时间的选择需要根据具体的合金成分和加工工艺来确定。
三、热处理对新能源汽车用镁合金力学性能的影响1、强度经过适当的热处理，镁合金的强度可以得到显著提高。
固溶处理使合金元素均匀分布在基体中，时效处理则通过强化相的析出进一步增强合金的强度。
然而，热处理参数的不当选择可能导致强度下降。
2、塑性热处理对镁合金的塑性也有重要影响。
合理的固溶处理和退火处理可以改善镁合金的塑性，使其更容易加工成型。
镁合金研究现状及发展趋势
镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。
本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。
还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。
关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。
此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。
同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。
被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。
目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。
但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。
2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。
镁合金表面处理的研究现状
镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。
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。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
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。
但是，镁的应用和研究相对其它金属严重滞后，原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差，而且加工成形比较困难。
与铝、钛能生成自愈钝化膜不同，镁表面生成的氧化膜疏松多孔，不能对基体起有效保护作用，因此，在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中，镁均会遭受严重的化学腐蚀，这极大地阻碍了其广泛应用。
通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。
所以，镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。
目前，电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护，气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注，高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。
二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。
由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。
目前，镁合金电镀工艺技术有两种工艺：浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。
为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。
镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。
通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。
结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。
hcp结构镁合金{0001}基面织构
hcp结构镁合金{0001}基面织构1. 引言1.1 概述镁合金作为一种轻质高强材料，具有广泛的应用前景和市场需求。
然而，由于其晶体结构的特殊性，降低其塑性和机械性能成为了一个亟待解决的问题。
因此，研究镁合金的晶体结构和织构对于改善其力学性能和应用范围具有重要意义。
本文着重探讨了在镁合金中常见的一种晶体结构-六方密堆垒结构（HCP）。
通过研究HCP 结构镁合金的{0001}基面织构对其力学性能的影响，可以在某种程度上提高其塑性和韧性，从而扩大其应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先是引言部分，包括文章的概述、目的以及整体框架。
第二部分介绍了HCP 结构以及镁合金材料的特点，并探讨了HCP 结构在镁合金中的应用现状。
接下来第三部分详细阐述了{0001}基面织构的定义、意义以及织构研究方法与应用前景。
第四部分展示了相关实验和计算分析结果，并进行了不同织构条件下的性能对比分析。
最后，第五部分总结了研究成果并对未来的改进方向和应用前景进行了展望。
1.3 目的本文旨在深入探讨HCP 结构镁合金中{0001}基面织构的特性和影响因素，以期为镁合金材料的开发和应用提供科学依据和理论支持。
通过分析实验和计算结果，我们可以更好地了解该结构对于镁合金力学性能的影响机制，并为进一步优化材料设计提供指导。
此外，本文还将探讨目前存在的问题，并提出改进方向，促进该领域研究的快速发展。
2. HCP结构和镁合金2.1 HCP结构介绍HCP（Hexagonal Close-Packed）即六方最密堆积结构，是一种常见的晶体结构。
它由紧密堆积的原子或离子排列而成，具有六角形的基本晶胞。
HCP结构具有高度对称性和特殊的晶胞参数，其晶格常数a和c之间存在关系，即c ≈(8/3)^0.5a。
HCP结构在自然界中广泛存在，如钙、镁等金属以及一些硅酸盐矿物均采用了HCP结构。
2.2 镁合金特点镁合金是一类以镁为主要成分的合金材料。
镁合金热处理的研究现状及发展趋势
镁合金热处理的研究现状及发展趋势镁合金热处理是一种常用的工艺方法，用于改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
在过去几十年里，镁合金热处理的研究取得了显著的进展，但仍存在一些挑战和问题。
本文将介绍镁合金热处理的研究现状及发展趋势。
镁合金由于其低密度、高比强度和优良的机械性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
然而，镁合金的应用受到其低强度、低塑性和易腐蚀等问题的限制。
热处理是一种改善镁合金性能的有效方法，通过控制合金的组织和相变，可以提高其强度、塑性和耐腐蚀性能。
镁合金热处理的研究主要集中在两个方面：固溶处理和时效处理。
固溶处理是将镁合金加热到高温，使固溶体中的合金元素溶解，然后通过快速冷却来保持溶解态。
这可以提高合金的强度和硬度，但会降低其塑性。
时效处理是在固溶处理后，将镁合金在中温下保持一段时间，使合金元素重新组合形成稳定的析出相。
这可以提高合金的强度和塑性，但会降低其硬度。
然而，镁合金热处理仍面临一些挑战。
首先，镁合金的高反应活性使得热处理过程中易发生氧化和燃烧，需要采取措施保护合金表面。
其次，镁合金的晶粒细化和相变行为对热处理的影响仍不完全清楚，需要进一步研究。
此外，镁合金的组织均匀性和稳定性也是研究的重点。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，研究人员将继续改进热处理工艺，以提高镁合金的性能。
例如，通过优化固溶处理和时效处理的工艺参数，可以获得更好的力学性能和耐腐蚀性能。
其次，研究人员将探索新的热处理方法，如等离子体处理、激光处理等，以进一步改善镁合金的性能。
此外，研究人员还将研究镁合金热处理对微观组织和相变行为的影响机制，以揭示热处理过程中的微观机制。
镁合金热处理是一种重要的工艺方法，可以改善镁合金的性能。
目前的研究主要集中在固溶处理和时效处理方面，但仍存在一些挑战和问题。
未来的发展趋势包括改进热处理工艺、探索新的热处理方法以及揭示热处理过程中的微观机制。
通过这些努力，镁合金热处理的研究将取得更大的进展，为镁合金的应用提供更好的支持。
金属镁生产新工艺研究现状与进展
金属镁生产新工艺研究现状与进展摘要：我国镁矿资源丰富，金属镁是一种应用广泛的有色金属，这种金属结构的质量较轻，同时随着社会的发展和科学技术的不断进步，这种金属的适用范围完全社会阶层正在逐步扩大。
特别是当这种金属与其他金属制品结合使用时，所得到的轻金属材料不仅硬度高、性能稳定，而且质量更轻。
这种镁合金已被用于汽车、计算机、通讯、航空航天等许多高端行业，并获得了良好的使用口碑。
关键词：金属镁生产；新工艺；现状；进展引言分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点，对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。
指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。
为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展，建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
1镁与镁合金的性质镁元素在地球上的储量丰富，除地表外，海洋中含量也非常高，开发镁资源，替代其它枯竭资源可实现资源开发的持续性。
1.1镁的物理性质与化学性质镁的密度为1.74g/m³，是铝的¾铁和锌的¼。
原子序数12，密集六方晶有三个自然同位素。
镁与氧的亲和度与镁的性状及外部温度紧密相关。
熔体镁与粉状镁在空气中易爆，镁条在850℃时就可直接燃烧。
高温下的镁可分解生成二氧化硫和MgC2。
卤盐、硫化物、多种氮化物及碳酸氢钠都对镁有侵蚀作用，镁可以将许多卤化物和氧化物还原。
1.2镁合金变形与断裂机理镁合金的变形机理是以位错滑移和晶界滑动蠕变的方式进行的。
蠕变变形及应力水平变化随变形方式改变。
晶界滑动蠕变在室温及正常应力下的变形可忽略，在超过120℃时，晶界原子扩散产生滑动促进蠕变发生。
位错滑移是蠕变变形的一种方式。
位错可以连续产生变形，如果滑移面上的位错挤压，会影响滑移变形。
扩散蠕变是在金属熔点附近低应力背景下产生的。
镁合金塑性变形机理研究进展
镁合金塑性变形机理研究进展镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
然而，镁合金的塑性变形机理仍存在诸多不足，制约了其进一步的应用和发展。
本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。
镁合金塑性变形机理是指在一定应力条件下，镁合金内部结构发生的一系列变化，主要包括晶粒细化、位错滑移、孪生等。
这些变形机制的相互协调与竞争，决定了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为。
研究镁合金塑性变形机理有助于揭示材料内在的力学性能和优化其应用。
近年来，国内外研究者针对镁合金塑性变形机理开展了大量研究工作，主要集中在以下几个方面：（1）通过合金元素调控，改善镁合金的力学性能；（2）研究镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为；（3）探索镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律。
尽管取得了一定的研究成果，但仍存在以下问题有待解决：镁合金中合金元素的作用机制仍需进一步明确；镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为尚需深入探讨；镁合金塑性变形过程中的组织演化规律需加强研究。
本文采用文献综述和实验研究相结合的方法，对镁合金塑性变形机理进行了深入研究。
介绍了镁合金塑性变形的基本特点；接着，综述了国内外的研究现状，指出了存在的主要问题；总结了本文的研究成果及未来研究方向。
在本文的研究过程中，我们通过设计和实施一系列实验，深入探讨了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为及其影响因素。
具体来说，我们采用单轴拉伸、压缩和弯曲等实验手段，观察了镁合金在不同应力状态下的变形特点，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段，详细研究了镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律，如晶粒尺寸、位错密度、孪生等的变化。
通过对比和分析实验数据，我们发现：（1）镁合金在单轴拉伸和压缩条件下，其塑性变形行为存在明显的差异。
在单轴拉伸条件下，镁合金主要表现为均匀变形，而在压缩条件下，则出现局部区域的不均匀变形。
镁合金的强韧化研究新进展
I 行业发展 ndustry development
李士杰
（华北理工大学以升创新教育基地，河北 唐山 063210）
摘 要 ：镁合金是商业金属工程材料中最轻的，也可作为现代理想的结构材料使用，在电子技术通信和航空航天等领域有着非
常广泛的应用前景。因此，为了更好地扩展镁合金的应用领域，有必要提高镁合金的综合性质。本文主要介绍了变形镁合金的
镁合金的晶体结构是密排六方，这也是影响镁合金性能的 重要因素。目前，镁合金根据合金化元素主要形成了添加 Zn 的 AZ 系列、添加 Mn 的 AM 系列、添加 RE 的 AE 系列、添加 Zn 和 Zr 的 ZK 系列等。以传统的三种强化方式（细晶强化、固溶强化 以及析出强化等）为基础，逐步形成添加合金元素、优化热处理 工艺、细化晶粒等手段来提高镁合金的综合力学性能。以下主要 对镁合金的强韧化方式进行阐述。
1 镁合金的细晶强化
镁合金和大部分结构金属材料类似，可以通过细化晶粒尺
寸来提高镁合金的力学性能。镁合金的屈服强度与晶粒尺寸的
关系可用著名的霍尔 - 公式表示 ：σ=s
σ0
+
−1
Kd 2
，式中
：
代表单
晶屈服强度，d 代表平均晶粒尺寸，K 代表霍尔 - 佩奇系数，只
与材料种类有关。对于镁合金，K 的取值一般在 280 至 320 之间， 比铝合金的 K 值（68MPa·m 左右）大得多 [2]。由此可见细晶强
快速凝固镁合金产品通常是合金粉末，必须通过后续工艺 的加工才能得到大块的结构材料。想要更好的保留原有的组织 特征，需要进一步优化后续加工工艺。快速凝固技术还需要进一
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镁合金导热性能研究进展
文 章 编 号 :１００１Ｇ９７３１(２０１６)０５Ｇ０５０３０Ｇ０６
镁合金导热性能研究进展∗
２０１６ 年 第 ５ 期 (４７)卷
游 国 强１,２,白 世 磊１,明 玥１,马 小 黎１
(１．重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 ４０００４５;２．重庆大学 国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆 ４０００４４)
导率降低;(４)挤压变形使镁合金导热率下降,且使热导率呈现各向异性;(５)固 溶 热 处 理 使 镁 合 金 热 导 率 下 降,
但固溶＋时效热处理可使热导率增加.
关 键 词 : 镁 合 金 ;导 热 性 能 ;机 理 ;影 响 因 素 ;综 述
中 图 分 类 号 : TG１４６．２＋２
文 献 标 识 码 :A
本文在分析合 金 导 热 机 理 的 基 础 上,综 述 了 当 前 国内外对于镁合 金 导 热 性 能 的 相 关 研 究 进 展,重 点 分 析 了 温 度 、合 金 元 素 及 成 分 、挤 压 变 形 和 热 处 理 工 艺 对 镁合金导热性能 的 影 响,以 期 为 研 究 并 开 发 具 有 工 程 应用价值的高导热镁合金提供参考和资料借鉴.
金的热导率 如 表 １ 所 示.与 MgＧAl系 合 金 相 似,MgＧ Zn系合金的导热性能也与合金元素含量、热 处 理 工 艺
∗ 基金项目:四川省科技支撑计划资助项目(２０１３G２０１２８);重庆大学大型仪器设备开放基金资助项目(２０１５１２１５００１０)
合金导热性能产生影响;(２)除某些合金在接近 绝 对 零 度 时 热 导 率 随 温 度 升 高“先 升Ｇ后 降Ｇ再 升”外,镁 合 金 热 导
率 随 温 度 升 高 主 要 是 呈 增 加 趋 势 的 ;(３)除 适 量 添 加 某 些 合 金 元 素 外 ,大 多 数 合 金 元 素 的 加 入 均 会 导 致 镁 合 金 热
医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展
第53卷第7期表面技术2024年4月SURFACE TECHNOLOGY·15·医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展王国庆，李广芳，刘宏芳*（华中科技大学a.化学与化工学院b.生物医用与防护材料湖北省工程研究中心c.能量转换与存储材料化学教育部重点实验室d.材料化学与服役失效湖北省重点实验室，武汉 430074）摘要：镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料，具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能，在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。
镁合金具有较高的化学活性，因此其降解速率较快，力学性能的维持受限，植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题，因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。
综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。
讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题，在此基础上，考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。
结合体内试验和体外试验，概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响，并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。
最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。
关键词：镁合金；可降解；植入材料；表面改性；耐蚀性中图分类号：TG174.4；R318.08 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0015-16DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.002Research Progress in Application and Surface Modificationof Medical Degradable Magnesium AlloysWANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang*(a. School of Chemistry and Chemical Engineering, b. Hubei Engineering Research Center for Biomedical andProtective Materials, c. Key Laboratory of Material Chemistry for Energy Conversion and Storage,Ministry of Education, d. Hubei Key Laboratory of Materials Chemistry and Service Failure,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: As a new generation of biodegradable materials for medical use, magnesium and its alloys exhibit excellent affordability, mechanical property, biocompatibility and biodegradability, and possess extensive application prospects in orthopedics, cardiovascular treatment and gastroenterology. However, the high chemical activity of magnesium alloys leads to excessive degradation rates and limited maintenance of mechanical performance, and the possible bacterial infection during implantation can also lead to problems such as inflammation and accelerated corrosion, so surface modification is necessary to收稿日期：2023-04-18；修订日期：2023-09-25Received：2023-04-18；Revised：2023-09-25基金项目：国家自然科学基金（52171069）Fund：National Natural Science Foundation of China (52171069)引文格式：王国庆, 李广芳, 刘宏芳. 医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 15-30.WANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang. Research Progress in Application and Surface Modification of Medical Degradable Magnesium Alloys[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 15-30.*通信作者（Corresponding author）·16·表面技术 2024年4月form integrated multifunctional coatings. Starting from the current application of medical degradable magnesium alloys in various fields, the work aims to describe the research status of magnesium alloys as several types of implant materials, and clarify the specific challenges faced by magnesium alloys when implanted in organisms. Based on this, the latest research developments of four kinds of surface modification techniques of magnesium alloys are reviewed, and by evaluating the advantages and disadvantages of these techniques, targeted improvement directions are indicated to facilitate the development and practical application of surface modification techniques of medical degradable magnesium alloys. Medical degradable magnesium alloys are suitable as bone implant materials because of their osteogenic properties. When magnesium alloys are used as bone plates and screws, the mass loss and mechanical performance attenuation in long-term service are unacceptable, and they suffer from hydrogen evolution and pH increase simultaneously. Magnesium alloys can also serve as vascular stents because of their arrhythmia prevention and antithrombotic effects. Nevertheless, besides the rapid corrosion rate, the vascular stenosis caused by intimal hyperplasia should be considered, and the toxicity of rare earth elements in the new stent is not yet clear. When used as gastrointestinal staples as well as bile duct stents, the degradation rate of magnesium alloys needs to be more strictly controlled due to the corrosive digestive fluids they are exposed to. To improve the overall performance of medical degradable magnesium alloys, researchers have prepared various organic and inorganic coatings. The coatings including chemical conversion coatings, plasma spray coatings and micro-arc oxidation films are inorganic coatings. Chemical conversion coatings can effectively improve the biocompatibility and corrosion resistance of magnesium alloys, but the formation mechanism and long-term biological effects of the coatings should be further studied. Especially, attention needs to be paid to the coating formation mechanisms and health risks of the rare earth conversion coatings. Plasma spray, as a conventional method, can firmly integrate the coatings onto the surface of the magnesium alloy substrate, but it is difficult to avoid the formation of micro-pores and thermal stress residues, and further optimization of the spraying process or other post-treatment techniques is required. Micro-arc oxidation films are in-situ formed ceramic layers with excellent bonding strength and hardness. Similar to plasma spray coatings, their surfaces are also distributed with inherent micro-pores or micro-cracks, and these micro-defects are suitable as micro-containers and nano-containers or outer adhesion sites. Polymer coatings belong to organic coatings, which are denser than inorganic coatings, but they are prone to peel off from the substrate and their strength and hardness are not as good as those of inorganic coatings. A better strategy is to utilize the inorganic coating as an intermediate layer to provide sufficient adhesive strength and the polymer layer as a sustained drug release system, thus combining the advantages of the both. At present, the application of medical degradable magnesium alloys has been gradually extended from orthopedics and cardiovascular treatment to gastroenterology, oral and maxillofacial surgery. This change has put forward higher requirements on the comprehensive performance of magnesium alloys. Future research on surface modification of magnesium alloys should focus on key factors such as cell adhesion, controlled degradation, antimicrobial performance and biocompatibility, while moving from static simulations to the dynamic organisms and ensuring the effective functioning of the coatings after implantation.KEY WORDS: magnesium alloys; degradable; implant material; surface modification; corrosion resistance生物可降解材料是一类在生物机体中体液及核酸的作用下不断被降解、吸收或排出体外，最终完全被新生组织取代的生物医用材料，它包括生物可降解陶瓷、生物可降解高分子材料、生物可降解金属材料、复合材料及生物衍生材料等5类[1-2]。
镁合金材料超塑性的研究进展
镁合金是继钢铁和铝合金之后发 展起来的第三类金属结构材料 ,并被称 之为“21 世 纪 绿 色 金 属 结 构 工 程 材 料”[1 ,2 ] 。
由于晶 体 发 生 塑 性 变 形 时 滑 移 面 总是原子排列的最密排面 ,而滑移方向 总是原子排列的最密方向 。因此 ,密排六方结构的多 晶镁 ,其塑性变形在低于 498 K 时仅限于基面{0001} 〈11 20〉滑移及锥面{101 1}〈10 11〉孪生 [3 ,4] 。镁合金 变形时只有 3 个几何滑移系和 2 个独立滑移系 ,与其 它常用金属如铝 、铁 、铜相比 ,镁的滑移系少是造成其 塑性变形能力差的主要原因 。目前 ,大多数镁合金产 品都是用铸造方法生产的 ,很少采用锻压 、轧制 、挤压 等塑性成型方法加工 ,这使镁合金的应用受到了极大 地限制 。为此 , 镁合金超塑成形受到国内外广泛关 注[5] 。 目前 ,超塑成形技术主要用于铝 、钛等合金零件的 生产 ,很少用于镁合金零件的生产[6 ,7] 。因此 ,研究镁 合金超塑性及其成形技术对于扩大镁合金应用范围 、
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铸造技术 FOUNDR Y TEC HNOLO GY
Vol. 26 No . 8 Aug. 2005
镁合金材料超塑性的研究进展
宋佩维1 ,2 ,郭学锋2 ,张忠明2 ,徐春杰2 ,井晓天2
(1. 陕西理工学院机电工程系 ,陕西 汉中 723003 ;2. 西安理工大学材料科学与工程学院 ,陕西 西安 710048)
摘要 :综述了镁合金超塑变形的机理与特点 ,评述镁合金超塑性研究现状 ,指出了细晶超塑性 、大晶粒超塑性 、高应变速率超 塑性和低温超塑性是镁合金超塑性研究的重点和发展方向 。 关键词 :镁合金 ;超塑性 ;研究现状 ;发展方向 中图分类号 : T G146. 2 + 2 ; T G113. 25 + 3 文献标识码 :A 文章编号 :100028365 (2005) 0820664203
高强塑积镁稀土合金的研究进展
高强塑积镁稀土合金的研究进展李扬欣;曾小勤【摘要】镁稀土合金通常具有优良的室温和高温力学性能,良好的高温蠕变性能和耐腐蚀性等,已成为越来越受瞩目的镁合金研究体系,并在航空航天、电子通讯、汽车等领域得到了广泛应用.目前为止,国内外所研发的镁合金大多表现出了"强度与塑性匹配性较差"这样一个特点.本文综述了高强塑积镁稀土合金的研究进展,尤其是含长周期堆垛有序结构相(long period stacking ordered phase,LPSO相)的Mg-RE-X系合金的研究现状,未来研发高强塑积镁稀土合金亟待解决的三大关键科学问题为:(1)多维度结构单元的形成机制及其微纳力学行为;(2)基于多晶取向相关与界面应变协调的强韧化机制;(3)高强塑积镁稀土合金组织与性能的演变规律与调控机制.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】10页(P封2,1-9)【关键词】镁稀土合金;强塑积;长周期堆垛有序结构(LPSO)相;结构单元【作者】李扬欣;曾小勤【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海 200240;上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点试验室,上海 200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海 200240;上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点试验室,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料。
与铝合金、钢铁等结构材料相比，镁合金具有比强度更高、资源更丰富、轻量化潜力更显著的优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”[1-2]。
镁和稀土是我国两种重要的优势战略性资源，镁和稀土结合可以创造出性能优异的轻质高强结构材料，即镁稀土合金。
国内外研究表明，高强度镁合金的发展历史几乎就是高性能镁稀土合金的发展历史。
镁合金材料的性能、成型技术与应用分析
摘要镁合金作为目前工业应用中最轻的金属结构材料，因其强度、比刚度高，良好的电磁屏蔽性能及易于加工、回收等优点，被誉为“21世纪绿色金属工程材料”，并广泛用于汽车、通讯、电子、航空航天等领域。
本文着重探讨了新型镁合金的组织性能、耐腐蚀性能以及成型技术。
分析了不同合金元素的添加，对镁合金的物理性能、化学性能的影响。
介绍镁合金的分类，不同牌号的镁合金，含有哪些不同的合金性能，以及该合金材料的优缺点、实用性和应用领域。
在我国，镁合金加工成形技术主要是压铸成型，在压铸成型中，我们要注意到压铸镁合金材料的性能要求，在压铸过程中的技术参数以及该注意到的问题我们都会详细阐述。
最后展望了镁合金发展和应用的前景，作为21世纪的绿色金属材料，在越来越多的领域中逐步得到应用，所以，镁合金材料的开发、应用研究和高要求、高性能的镁合金材料的开发势在必行。
关键词：镁合金；成型技术；性能；耐腐蚀AbstractMagnesium alloys as the lightest metal structural material for current industrial applications, because of its strength, specific stiffness, good electromagnetic shielding performance and ease of processing, recycling, etc., was known as the "21st century green metallic engineering materials," and widely used in the automotive, communications, electronics, aerospace and other fields.This article focuses on the performance of the new magnesium alloy, corrosion resistance, and molding technology. The effects for the physical and chemical properties of magnesium alloys,which coursed by different alloying elements added,is analysised. Describes the classification and different grades of magnesium alloys, different alloys properties, as well as the advantages and disadvantages of the alloy material, practical, and applications. In China, the forming process of magnesium alloy was mainly the die casting, we have to note that the material properties requirements of magnesium alloy in die-casting , the technical parameters of die casting process and some other issues we will be more noticed . Finally, the future development and application of magnesium alloy is prospected, as the 21st century green metallic materials, and gradually more and more applied , the development of magnesium alloy material, applied research and the development of high demanded,high-performance magnesium alloys materials is imperative.Key Words：Mg-Al-Zn alloys；forming technology；property；corrosion目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1镁及镁合金简介 (1)1.2镁合金的特点 (1)1.3 镁合金的应用 (3)1.3.1镁合金在车辆上的应用 (3)1.3.2镁合金在航空上的应用 (3)1.3.3镁合金在3C产品上的应用 (3)1.3.4镁合金在武器的应用 (4)1.3.5镁合金在其他领域的应用 (4)1.4新型镁合金的研究 (5)第二章实验部分 (7)2.1概述 (7)2.2压铸镁合金体系 (7)2.3压铸用的浇注系统 (8)2.4压铸设备 (9)2.5镁合金的熔炼 (9)2.5.1熔炼设备 (9)2.5.2冷、热室压铸机 (10)2.6镁合金的压铸工艺 (11)2.6.1压铸工艺装置 (11)2.6.2熔体制备 (12)2.6.3压铸工艺 (13)2.6.4熔体熔炼的阻燃保护 (15)2.6.4.1溶剂保护 (15)2.6.4.2气体保护 (16)2.6.4.3合金化阻燃保护 (17)2.6.5压铸过程中的阻燃保护 (18)第三章结果与讨论 (19)3.1镁合金的成份 (19)3.2镁合金的成份对性能的影响 (20)3.2.1镁合金的合金化特点 (20)3.2.2镁合金的物理冶金特性 (21)3.3合金元素的作用 (22)3.3.1铝对镁合金的性能的影响 (23)3.3.2锌元素的作用 (24)3.3.3其他合金元素的作用 (25)第四章镁合金前景与未来发展 (27)4.1镁合金的未来发展前景 (27)4.1.1耐高温性能的改善 (27)4.1.2抗腐蚀性能的提高 (28)4.1.3塑性变形能力的改善 (28)4.1.4镁基复合材料 (28)第五章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1镁及镁合金简介1774年人们首次发现镁，并以希腊古城Magnesia命名。
新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展
新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【摘要】镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究.然而,目前大多数研究均以现有商用镁合金为对象,如含Al元素的AZ31、AZ91以及含重稀土元素的WE43等,并未考虑到作为生物材料的安全性等问题.本文作者阐述镁合金作为生物医用材料的优势、面临的挑战以及应对策略；重点介绍上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心近年来围绕自行研发的新型生物医用镁合金JDBM开展的研究工作；最后展望可降解生物医用镁合金的应用前景和发展方向.%Mg alloys have been extensively studied in the last decade in the fields of bone implants, bone tissue engineering scaffolds and cardiovascular stents due to their excellent properties, such as close density and elastic modulus to those of nature bone, high specific strength and rigidity, biodegradation and biocompatibility. However, most of the Mg alloys studied for biodegradable materials are aluminium-containing alloys, such as AZ31 and AZ91 and some heavy rare earth elements-containing alloys such as WE43. These alloys were originally developed for structural materials which did not consider the bio-safety as biomaterials. In this work, the advantages, challenges and strategies of the Mg alloys as biomedical materials are briefly introduced. The work on biomedical Mg alloys of the National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming, Shanghai Jiao Tong University, is highlighted. Finally, the applicationprospects and direction of the biodegradable biomedical Mg alloys are prospected.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)010【总页数】13页(P2476-2488)【关键词】可降解生物医用镁合金;骨内植物;心血管支架;生物相容性;生物降解性能【作者】袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学附属第三人民医院骨科,上海201900;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】R318.08从21世纪初开始，以生物可降解镁合金为主要代表的具有生物可降解特性的新一代医用金属材料的研究发展迅速，受到了人们的特别关注[1-2]。
镁合金表面处理技术的研究进展
镁合金表面处理技术的研究进展发布时间：2021-12-03T06:49:04.810Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷19期作者：王涛1 刘海军2[导读] 镁合金是一种密度小、强度高的优质合金材料，王涛1 刘海军2陕西黄河集团有限公司陕西省西安市 710043摘要：镁合金是一种密度小、强度高的优质合金材料，在工业中应用广泛，随着科学技术和工业经济的快速发展，人们越来越重视镁合金的生产以及其表面处理方式，而其耐磨、耐蚀性差制约其发展，本文综述了近年来表面处理技术，总结了镁合金表面处理技术的研究进展，为铸造镁合金表面处理技术提供借鉴与参考。
关键词：镁合金；表面出来；耐腐蚀性1前言Mg及其合金是重要的金属材料之一，是目前已经得到应用的密度最小(约1.7g/cm3)的金属材料。
镁合金具有高比强度、高导热性、高导电性等优良性能，被广泛应用在交通工具、化学化工、航空航天等领域。
由于镁合金是轻合金材料能代替其他的金属材料来显著地提高宇宙飞船和车辆的速度，使其轻量化。
随着我国轨道交通产业的飞速发展，轨道交通车辆减重要求迫切。
如今，轻量化设计己是车体设计的发展趋势。
但是，镁合金的耐腐蚀性能差并且化学性质活泼，限制其在一些领域中的应用。
近些年来，国内外的研究者从不同的角度来提高镁合金抗腐蚀性能，主要包括：开发新合金及提高纯度、采用快速凝固技术限制有害杂质的危害及表面处理等。
一般来说，表面处理是比较容易实现的，同时对提高镁合金的表面性能也是效率最高的。
2镁合金表面处理工艺2.1化学转化法化学转化是利用化学转化膜完成镁合金表面处理的一种处理工艺。
根据溶液组成，目前使用的化学转化膜可分为稀土元素、有机酸、磷酸盐、锡酸盐、铬酸盐、高锰酸钾等。
在传统生产中，铬酸盐膜具有良好的致密结构，含铬组织结构水具有较强的自愈能力和超耐腐蚀性。
然而，利用铬生产化学膜时，其附件含有毒性，废水处理难度大，成本高，因此开发无铬转化技术迫在眉睫。
镁及镁合金的研究现状与进展
镁及镁合金的研究现状与进展张高会 张平则 潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原 030024)摘 要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。
关键词:镁 镁合金 表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui ZHANG Pingze PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an 030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。
Mg-Zn系合金的研究进展
Mg-Zn 系耐热铸造镁合金的最新研究进展镁合金作为一种绿色环保金属结构材料，具有比强度、比刚度高，减震性、导热性和可回收性好等优点，逐渐成为钢、铁、铝和塑料等结构材料的替代品[1~4]。
然而，商业化汽车用镁合金（AZ91D 、AM50A 、AM60B ）由于高温抗蠕变性能不佳，在汽车动力构件中（服役温度一般在150~300℃之间）应用较少[5~6]。
研制和开发具有较高抗高温蠕变性能的耐热镁合金日趋迫切[7~8]。
镁铝合金在基体中形成Mg l7Al l2的共析相，由于它是一种低熔点相(熔点只有473℃)，当温度升高时，Mg l7Al l2相会逐渐溶解到基体中，形成半连续性析出，使合金强度大大降低。
这些特点对合金的高温抗蠕变性能会产生很大的负面作用，降低合金的抗蠕变性能。
有研究表明[9]将Mg-Al 合金从室温加热到200℃时，Mg l7Al l2相的硬度减小到50%-60%，其最高使用温度只有150℃。
所以，要提高镁合金的使用温度，必须降低Al 的含量，并添加合金元素与Al 结合形成高熔点的合金相，或者更改合金系，直接采用Zn 代替Al 合金化，研究Mg-Zn 合金系[10]。
由于Zn 增加热裂倾向和显微疏松，因此Mg-Zn 系合金中第三组元元素的选用应首先考虑克服Mg-Zn 二元合金所固有的脆性以及热收缩性。
本文就Mg-Zn 系耐热铸造镁合金的开发现状及合金化作用进行了阐述，重点分析了Al 、Cu 、Zr 及稀土元素RE 和碱土元素（Ca 、Sr ）对其作用的行为，为以后制备新型Mg-Zn 系耐热铸造镁合金提供理论依据。
1 耐热镁合金的高温蠕变机理镁合金的高温蠕变变形主要通过位错攀移和晶界滑动两种方式进行，因此提高镁合金的高温性能就要从强化基体与强化晶界两个方面入手，限制位错运动和阻止晶界滑动[11~12]。
由于镁合金是密排六方结构(hcp),其滑移面的基面为(0001)，且只有三个滑移方向，故在室温拉伸条件下，其断裂方式以脆性断裂为主,析出相和晶界是位错运动的主要障碍。
镁合金抗腐蚀性研究进展
临床中使用的骨植入材料应有优良的力学性能，而且需要与骨组织愈合相匹配的降解速度。
骨植入材料在临床应用中不断发展，新型镁合金材料的研制受到国内外学者的广泛关注。
但其过快的降解速率难以得到有效控制，有效控制镁合金的降解速率，关键在于提升镁合金的抗腐蚀性，既可以使其力学性能得到保障，同时也避免了毒性反应。
因此，国内外专家学者采用多种方式提升镁合金的抗腐蚀性能。
1提高镁的纯度镁合金的提纯是指在选取高纯度原料的基础上，通过控制熔炼工艺使合金中杂质的含量降低。
当通过提纯后得到的金属镁达到99.99%以上时，其降解速率可达到作为骨植入材料的标准，并且在降解的过程中不会产生其他对机体有害的元素。
谭小伟等［1］对高纯度的镁进行热处理后，增强了其耐腐蚀性，对处理后的样品进行失重法检测，7天内样品的质量未见明显减轻。
骨折断端产生的应力会影响内固定材料的降解，为促进骨折的良好愈合，内固定材料应当具有优良的机械性能和一定的可控降解速率。
Han等［2］在新西兰兔中使用了其研制的高纯镁螺钉后发现，骨折产生的应力并没有对骨折间隙附近溶解较快螺钉的机械性产生影响，高纯镁螺钉逐渐被新生骨组织所取代。
可见骨植入材料中对高纯镁螺钉的使用日趋广泛。
Yu等［3］在青壮年股骨颈骨折后带血管髂骨移植术中使用高纯镁螺钉，对发生骨不连与股骨头缺血性坏死的概率进行对比研究发现，使用高纯镁螺钉后发生以上两种情况的概率较低，故认为高纯镁螺钉的降解过程存在能够加快骨折愈合的因素。
2镁合金进行合金化合金技术是改善金属镁耐腐蚀性和机械性能的一个重要手段［4，5］，分别有两种类型的合金构成了现阶段镁合金的主要类型：第一种是由含2~10wt%（质量分数为2%~10%）的铝（Al）及部分锌（Zn）、锰（Mn）构成的合金；第二种在主要添加了稀土元素的同时，还加入了如Zn、钇（Y）、银（Ag）或少量锆（Zr）等金属的合金。
两类合金都具有各自的优点，第一类合金在拥有中度耐腐蚀性的同时机械性也得到了提升，第二类合金不仅有优良的机械性而且同样拥有良好的组织性。
镁合金表面处理技术的研究进展
镁合金表面处理技术的研究进展摘要：主要介绍了镁合金表面处理技术，包括表面转化、金属与陶瓷层、表面调整等。
关键词：镁合金;耐腐蚀;表面处理引言镁合金由于密度较小、消震性能好、承受冲击载荷能力强、散热好、比强度较高、比弹性模量大等特点被广泛应用于运输、化工、火箭技术等领域，易腐蚀成为制约镁合金应用的主要因素。
镁合金表面形不成有效的保护膜及与其他金属材料接触时呈现阳极作用是镁合金腐蚀的主要原因。
对镁合金进行表面处理是防止镁合金腐蚀简单有效的方法，机体和外界环境之间利用涂层作为保护层，致密均匀、附着良好的涂层可起到良好的保护作用，有效降低镁合金材料的腐蚀速率。
净化合金成分、减少熔炼过程的夹杂及避免电偶对等方法一定程度上可以起到降低镁合金构件腐蚀速率的作用。
但表面处理技术在镁合金防护方面更加有效，而且简单、经济。
经表面处理后，镁合金基体上可以形成均匀、致密的保护膜层，该膜层能起到抑制和减缓镁合金材料腐蚀的作用。
目前，常用的镁合金表面处理技术有化学转化膜、电镀、化学镀、阳极氧化以及微弧氧化等。
本文概述了镁合金表面处理技术的发展现状，并对各种表面处理技术的优缺点进行了评价。
一、化学转化膜镁合金的化学转化膜包括有机转化膜和无机转化膜，其中又以无机转化膜居多。
无机转化膜有铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、稀土金属盐转化膜、锡酸盐转化膜以及高锰酸钾转化膜等。
有机转化膜有金属有机化合物转化膜，有机酸转化膜，自组装单分子膜等。
由于镁合金化学转化膜薄而软，镁合金的化学转化膜一般用作底层的涂装处理和中间防护工序，很少单独使用。
（一）、无机转化膜铬酸盐转化是目前镁合金化学转化技术中最为成熟的一种。
铬酸盐处理可以在镁合金表面形成铬基混合氧化物膜层。
膜层中铬以三价铬和六价铬形式存在，其中三价铬作为骨架，而六价铬则具有自修复功能。
铬酸盐转化膜能够延缓锈迹出现的时间，提高涂装材料的附着性，耐蚀性良好。
1、铬酸盐处理铬酸盐处理是一种比较成熟的化学表面处理方法。
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高性能镁合金的研究进展
摘要：镁合金是以镁为基体加入其它元素组成的合金，其密度小，比强度高，散热好，承受冲击载荷能力比铝合金大，被誉为“21 世纪绿色工程材料”。
目前，燃料资源的枯竭和CO2排放是学术界关注的重要问题。
在运输、军事、航天
等领域中使用轻质材料可减少燃料消耗和环境问题。
本文主要对高性能镁合金的
研究进展进行论述，详情如下。
关键词：高性能；镁合金；研究
引言
镁(Mg)是一种具有优异力学性能的结构材料，是加工和应用中表现出高性能
的合适候选材料，尤其随着航空航天领域对轻质材料的需求不断增加，促进了镁
基材料的开发研究。
然而，与其可替代材料，如铝合金和钢相比，镁合金虽作为
最轻的轻质结构材料可大大减轻质量，但其强度低、塑性差、耐腐蚀性差等的缺
点限制了其广泛应用。
1高强度铸造镁合金
高性能铸造镁合金是变形镁合金的基础，目前，研究人员已经开发出了具有
不同成分和性能的镁合金。
在纯镁中添加合金元素有助于改变其性质。
镁具有化
学活性，可以与其他金属合金元素发生反应，形成金属间化合物，影响微观结构，从而影响镁合金的力学性能。
当前，研究者主要通过添加合金元素，利用固溶强化、析出强化等提升镁基体的力学性能。
2高性能镁合金的研究进展
2.1等轴晶AZ80镁合金
镁合金有相对高的强度和刚度，尺寸稳定性和阻尼性能较好，机加工性能优
良等优势；在环保方面，镁合金更容易回收，可以减轻对环境的污染，所以作为
轻质结构材料研究与开发的主要对象。
与传统的工程材料相比，镁合金的密排六
方结构(HCP)和室温滑移系过少造成其室温成形能力差，主要表现为：强度低、
塑韧性差和高性能较差，严重地限制了镁合金的实际应用。
采用大塑性变形工艺
可以细化材料的晶粒以及改善材料的织构，进而提高镁合金的成形性能。
其中，
等径角挤压工艺是目前应用最广泛的加工工艺。
相比于传统材料的模型结构，变
形时镁合金晶体具有较低的对称性和较强的各向异性，此时，晶体塑性模拟成为
镁合金等HCP金属微观变形机理研究的一个理想的理论平台。
对于多晶金属材料
的塑性变形研究，理想的时空尺度和完备的理论体系必不可少，而在晶体滑移系
尺度上建立的晶体塑性模型，作为一种多尺度的材料模型，可以更加贴合实际情况。
基于位错滑移理论，可以考虑位错在晶体塑性中的几何位错强化和非均匀塑
性变形引起的应变梯度强化效应。
2.2含Ho镁合金
镁合金作为实际应用中最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度、
良好的电磁屏蔽性及尺寸稳定性,无污染等优点,被誉为“21世纪绿色环保工程材料”在交通、电子产品、航空航天、化学化工等领域有广泛的应用。
中国具有丰
富的镁资源,这为镁合金的发展提供了坚实的基础。
但目前镁合金的力学性能还
难以满足工业快速发展的需求,因此,对研发新型更高性能镁合金有了迫切的需求。
Mg-Ho二元合金在室温下的平衡组织为α-Mg和Mg24Ho5共晶相。
与其他RE在Mg
中的行为类似,铸态Mg-Ho二元合金中的Ho元素主要分布在晶界处。
随着Ho含
量的增加,枝晶间距明显变小,第二相的含量显著增多,Ho提升镁合金的室温力学
性能主要通过细化晶粒以及形成Mg24Ho5相实现。
高温下,Ho与Mg可形成固溶体,
随着温度降低,Ho在Mg中的固溶度显著减小,时效时会析出含Ho的耐热微纳米相,因而在Mg中添加Ho理论上可提高合金室温和高温强度。
Mg-Ho合金经过时效处
理后,Mg-Ho二元合金的时效硬化效果并不显著,合金的强度并未得到提升,在对铸
态Mg-10Ho二元合金的组织与力学性能的研究中,Mg-10Ho合金主要由α-Mg固溶
体组成,生成的化合物很少;对Mg-10Ho合金进行固溶时效处理后,发现了Mg24Ho5
相的形成,但合金的的拉伸强度并未得到提高。
与Mg-Gd系和Mg-Y系合金类
似,Mg-Ho系合金是可时效强化合金。
2.3镁合金表面防护中石墨烯基多功能涂层的应用
耐蚀耐磨一体化涂层可有效延长涂层的使用寿命，耐磨性可保护涂层不因外力损伤而脱落和失效。
即使在磨损的情况下，它也能显著降低磨损率，并保持残余涂层的连续性，以实现持续的防腐。
镁合金虽然具有广泛的有益性能，但对各种酸性和碱性溶液的腐蚀和摩擦阻力低。
可以找到经济的解决方案来保护镁合金表面免受腐蚀/磨蚀性介质的影响。
氧化石墨烯（GO）显示出较大的利用潜力，是一种较好的自润滑剂和金属基材腐蚀抑制材料。
石墨烯的结构、层数和缺陷程度对其摩擦磨损性能影响很大。
双层石墨烯具有较低的黏附性和高效的层间滑动能力，在润滑性能方面优于单层石墨烯。
在金属表面上构建具有持久防腐蚀保护的石墨烯基涂层仍然面临挑战。
具有“砖泥结构”的复合涂层为镁合金基体提供了有效的耐腐蚀和耐磨性能，但仍存在不确定性和不可控性，例如RGO片材上的官能团数量、涂层内部化学键的强度、涂层之间的缺陷。
虽然目前的研究为镁合金表面综合耐腐蚀耐磨仿生石墨烯基涂层的设计提供了一种简便的方法，但仍需进一步研究RGO与聚合物的理想化学组合，探索RGO片材的完美排列具有阻隔和润滑效果。
2.4压铸成形技术
镁合金压铸是一种将液态镁合金注入模具中，通过高压力使其冷却凝固成型的成形技术。
具体来说，该技术包括以下步骤：准备模具：根据零件的形状和尺寸设计制作合适的压铸模具。
加热熔融：将镁合金加热熔融至液体状态。
压铸成形：将熔融的镁合金喷射入预热好的模腔中，通过高压力使其充满整个模腔，并迅速冷却凝固成型。
脱模清理：待成型的零件在模具中冷却一定时间后，取出并清理去除表面上的余料、毛刺等不良物。
热处理：对于需要增加强度、硬度等性能的零件，可通过热处理工艺进行处理。
检验、修整：对成型的零件进行检验，如有缺陷可进行修整或返工。
镁合金压铸具有生产效率高、生产成本低、产品密度高、性能稳定等优点，因此在汽车、电子、航空航天等领域有广泛的应用。
压铸是制造镁合金制品的重要工艺之一，也是目前应用最广泛的一种加工技术。
据统计，全球镁合金生产中90%以上采用压铸工艺。
2.5锻造成形技术
镁合金锻造是一种利用压力将金属材料变形成形的加工方法，可以生产出各种形状的金属零件。
其步骤包括：加热：将镁合金加热到一定的温度，通常是在400~500℃的温度范围内，以提高材料的塑性和变形能力。
锻造：将预热好的镁合金钢坯放入锻压机中，在加热条件下进行锤打、压制、挤压等操作，使钢坯变形成所需的形状。
热处理：对锻造好的镁合金零件进行热处理，包括固溶处理和时效处理，以提高材料的力学性能。
机加工：对热处理后的镁合金零件进行机加工，包括铣削、钻孔、磨削等操作，以得到最终的产品形态和尺寸。
镁合金锻件具有高强度、高韧性、高耐热性和轻量化等特点。
需要注意的是，因为大多数镁合金的塑性较差，容易发生表面裂纹等问题，所以在锻造过程中需要控制加热温度、锻造速度和锻造工艺等因素，以保证产品的质量和稳定性。
结语
高端镁合金材料主要开展航空航天、航海舰船、轨道交通、国防军工及其他极端条件领域的高端镁合金材料研究。
参考文献
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