主要镁合金的标准化学成分和典型室温力学性能
变形镁和镁合金牌号和化学成分
变形镁和镁合⾦牌号和化学成分变形镁及镁合⾦牌号和化学成分（送审稿）编制说明1 ⼯作简况1.1任务来源随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展的要求⽇益提⾼，镁合⾦产品展现出⼴阔的应⽤前景。
镁合⾦具有密度低，⽐强度和⽐刚度⾼，电磁屏蔽效果好，抗震减震能⼒强，易于机加⼯成形和易于回收再利⽤等优点，在航空、航天、汽车、3C产品以及军⼯等领域都具有巨⼤的应⽤潜⼒。
尤其是近⼏年来，国家新材料产业规划中，镁合⾦以其⾃⾝的优点更是作为⼗⼆五期间重点推⼴和应⽤的⾦属材料。
随着镁合⾦应⽤领域的不断拓展，新型镁合⾦的研究与投⼊应⽤也是层出不穷。
其中具有典型意义的产品包括3C⾏业⽤超轻镁锂系列合⾦的研发成功，更是突破了镁合⾦原有的合⾦系列；镁合⾦稀⼟系⾼强耐热镁合⾦的不断深⼊研究，更是将镁合⾦的品种和应⽤推向了更⾼更⼴的领域。
GB/T 5153-2003国家标准中规定的原有的合⾦牌号和化学成分已经⽆法满⾜新型镁合⾦⽣产、使⽤与发展的要求，修订和完善本标准势在必⾏⽽且迫在眉睫，镁合⾦⾏业的蓬勃发展需要⼀部完善的统⼀的国家标准对镁合⾦牌号与化学成分进⾏统⼀和规范。
国标委综合[201×]×××号⽂件及中国有⾊⾦属⼯业协会中⾊协综字[201×]×××号⽂件，下达了编制《变形镁及镁合⾦牌号和化学成分》国家标准的任务，并确定了东北轻合⾦有限责任公司为编写单位。
1.2 起草单位东北轻合⾦有限责任公司（原东北轻合⾦加⼯⼚）简称东轻公司，是作为“⼀五”期间原苏联援建的156项重点⼯程中的2项建设发展起来的新中国第⼀个铝镁合⾦加⼯企业。
2008年被国家有关部委认定为国家级⾼新技术企业。
东北轻合⾦有限责任公司现⽣产能⼒8.25万吨，⽣产《天鹅》牌铝、镁及其合⾦板、带、箔、管、棒、型、线、锻件和深加⼯制品等18类产品，228种合⾦，公司每年有10%左右的产品远销美国、⽇本、新加坡等16个国家和地区。
镁合金性质与特点
与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属 粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧 金属镁无磁性，且有良好的热消散性 镁能直接与氮、硫和卤素等化合
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镁合金的性能
➢ 比重小：铝的2/3，铁的1/4 ➢ 比强度高:比铝合金高50MPa，是碳钢2倍 ➢ 减震性好：阻尼性优于铸铁 ➢ 抗冲击：优于铝合金和软钢 ➢ 切削性好：切削力为铝和软钢的1/2 ➢ 电磁屏蔽优良:可屏蔽频率范围较广 ➢ 易再生利用：可节约资源、保护环境
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镁合金性能的改善方法
合金元素影响镁合金的力学、物理、化学和工艺性能
利用固溶强化、析出强化、弥散强化来提高合金的常温和高温力学性能
1.从晶体学、原子的相对大小、化学因素进行考虑 2.较高的固溶度，随温度变化有明显变化，时效后形成有效强化效果的过渡相 3.提高强度: Al＞Zn ＞Cu 4.提高韧性: Zn＞Al ＞Cu
(2) 提高耐蚀性，但也同时增加应力腐蚀敏感性
Zn: (1) 具有固溶强化及时效强化作用，改善机械性质及耐腐蚀性 (2) 含量过高时，流动性降低，减低铸造性
Mn: (1) 与Fe形成高熔点的Al-Fe-Mn化合物沉淀，减少了杂质铁对抗蚀性的危害 (2) 细化晶粒 (3) 提高韧性
Si: (1) 改善铸件的热稳定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流动性
比重小 抗冲击
减震 性好
电磁屏蔽 优良
耐腐蚀 性能差
ห้องสมุดไป่ตู้
比强度高
延展 性差
易再生 利用
材料 镁合金
铝合金 工程塑料 铸铁
ρ/gcm-3 1.74-1.90
2.70 1.13-2.0
7.15
2023年发布的镁合金标准_概述及解释说明
2023年发布的镁合金标准概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对2023年发布的镁合金标准进行概述和解释说明。
镁合金是一种轻质、高强度的材料，在许多领域具有广泛应用前景。
然而，由于缺乏统一规范和标准，当前的镁合金生产和应用存在一些问题和挑战。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、镁合金标准的背景和重要性、2023年发布的镁合金标准概述、镁合金标准解释说明以及结论与展望。
在引言部分，将介绍文章的概述，包括文章目录和各个章节的内容安排。
1.3 目的本文的目的是向读者介绍2023年发布的镁合金标准，包括其制定背景、内容概况以及标准实施计划与推广策略。
同时，通过解释说明各项技术指标和检测方法，提供对该标准的更深入理解。
接下来，在第二部分中我们将讨论镁合金标准的背景和重要性，包括其应用前景以及特性与优势。
我们还会探讨现有镁合金标准存在的问题和需求。
然后，第三部分将重点介绍2023年发布的镁合金标准的概述。
我们将讨论标准的制定流程、参与方介绍，以及标准内容概览和主要修订部分的介绍。
此外，我们还会阐述标准实施计划和推广策略。
接下来，在第四部分中我们将对镁合金标准进行解释说明。
我们将解读材料等级标识和命名规范、技术指标和检测方法，并提供一些标准应用示例的分析与讨论。
最后，在第五部分中，我们将给出对2023年发布的镁合金标准的评价，并对未来发展趋势进行展望。
通过本文的撰写，我们希望读者能够全面了解2023年发布的镁合金标准，增进对其在产业应用中的作用和意义的认识，并对未来相关领域发展有所启示。
2. 镁合金标准的背景和重要性：2.1 镁合金的应用前景：随着工业化进程的加快，镁合金作为一种轻质、高强度材料，正逐渐得到广泛应用。
它在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广阔的市场前景。
镁合金不仅可以降低产品重量，提高燃油经济性和能源利用率，还能满足特定行业对材料轻量化、高强度和耐腐蚀性等性能需求。
2.2 镁合金的特性与优势：镁合金具有密度低、比强度高、导热性好等优点。
AZ31镁合金的热挤压变形和力学性能分析
第34卷第6期Vol 134 No 16FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY2009年12月Dec.2009A Z31镁合金的热挤压变形和力学性能分析石 磊1,李继文1,2,李永兵3,魏世忠1,2,徐流杰1,2,张国赏1,2(11河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;21河南科技大学河南省耐磨材料工程技术研究中心,河南洛阳471003;31机械科学研究总院先进制造技术研究中心,北京100083)摘要:为了掌握高精度镁合金管材的生产工艺,通过对铸锭的均匀化处理,借助500t 挤压机、拉伸试验机、金相显微镜和透射电镜(TEM )对AZ31镁合金管材的等温挤压过程进行了研究,试制了AZ31镁合金挤压薄壁管材,获得了尺寸精度高、粗糙度小和壁厚差小的管材;分析了不同挤压条件下的AZ31镁合金管材的尺寸精度、组织、力学性能。
研究结果表明:在挤压温度为623±20K 挤出管材经523K ×3h 退火时其性能较好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为270MPa ,175MPa 和2311%。
关键词:AZ31镁合金;热挤压;管材DOI :1013969/j 1issn 1100023940120091061010中图分类号:TG 376 文献标识码:A 文章编号:100023940(2009)0620035204H ot extrusion deformation of AZ31m agnesium alloy and mechanics performance analysisSHI Lei 1,L I Ji 2w en 1,2,L I Yong 2bing 3,WEI Shi 2zhong 1,2,XU Liu 2jie 1,2,ZHANG G uo 2shang 1,2(11School of Material Science and Engineering ,Henan University of Science and T echnology ,Luoyang 471003,China ;21Henan Engineering Research Center for Wear of Materials ,Henan University of Science and Technology ,L uoyang 471003,China ;31Advanced Manufacture Technology Center ,China Academy of MachineryScience and Technology ,Beijing 100083,China )Abstract :In order to know the production technics of magnesium alloy tube with high accuracy ,the isothermal extru 2sion process of AZ31magnesium alloy tube was investigated by 630t extruder ,tensile machine ,microscopy and trans 2mission electron microscope (TEM ).The casting was homogenized before extrusion deformation.The tube with pre 2cise size ,low roughness and little wall thickness difference was received during the trial 2manufacture of the thin 2wall extruded tube of AZ31magnesium alloy.AZ31magnesium alloy was hot extruded under different conditions ,and the microstructure and mechanical properties and dimensions accuracy of the alloy were investigated.The results show that the tensile strength and yield strength and elongation percentage of samples ,that extruded at 623±20K and annealed at 523K ×3h are 270MPa ,175MPa and 2311%respectively.K eyw ords :AZ31magnesium alloy ;hot extrusion ;tube收稿日期:2009204210;修订日期:2009206210作者简介:石 磊(1980-),男,硕士研究生电子信箱:shilei207207@1631com 镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度,良好的减震性能、电磁屏蔽性能、切削加工性能、尺寸稳定性能以及容易回收等一系列优点,可以代替塑料、钢铁等材料,满足产品的轻、薄、一体化等要求。
AZ31镁合金的研究进展
重庆大学学报 （ 自然科学版） JOurnaI Of ChOngging University （ NaturaI Science EditiOn）
NOv. 2006 VOI. 29 NO. ll
文章编号： l000 - 582X （ 2006 ） ll - 008l - 04
AZ3l 镁合金的研究进展
［ 11 ， 20 ］ Mg - AI 系镁合金熔体中， 发生下列反应 ： MgCO3 = MgO + CO2 ， 2Mg + CO2 = 2MgO + C， 3C + 4AI = AI4 C3 . C 与 AI 生成大量弥散分布的 AI4 C3 ， AI4 C3 是高熔 ［ 19 ］
［ 8］ 组织为 ! （ Mg） + " （ Mgl7 AIl2 ） .
提高铸件强度 . 但 AI 可改善压铸件的可铸造性，
［ 9］ 是 Mgl7 AIl2 在晶界上析出会降低其抗蠕变性能 .
当含 AI 量 小 于 l0% 时， 随 着 含 AI 量 增 加， Mg - AI合金的抗拉强度提高， 伸长率则随着含 AI 量 增加先是提高然后下降 . AI 提高 Mg - AI 合金的强度 的原因是 AI 在 Mg 中的固溶强化作用及时效强化作 当 用 . 由于 AI 在 Mg 中的溶解度随温度降低而下降， 合金凝固或时效处理时， 过饱和固溶体中析出弥散、 平 （ Mgl7 AIl2 ） 强化相， 提高 Mg - AI 合金的强度 . " 衡的 "
Mpa 伸长率 /% 14 ~ 17 12
［ 6］ 性能，而且价格较低，因此是最常用的合金之一 ，
AZ31 镁合金的典型室温力学性能如表 2 所示 . AZ31 镁合金主要通过轧制、 挤压和锻造等变形方式加工成 形， 制成各类棒、 杆、 型材和管材 .
镁合金
Mg-Mn（Ce）→ Mg-Al-Zn → Mg-Zn-Zr →b增大
工作温度不超过150℃
最早的变形Mg合金是Mg-1.5Mn，现在已经被废弃了， 少量Ce细化晶粒
MB1（1.3－2.5Mn） MB8 （1.5－2.5Mn、0.15－0.35Ce）
MB2和MB3：工艺塑性良好，适于加工各种板、棒和锻件； SCC倾向低；MB2焊接性很好。 MB2 MB3 退火薄板 b＝240MPa，0.2＝130MPa，＝12％； 退火薄板 b＝250MPa，0.2＝150MPa，＝12％； 适用于中载荷工作温度150℃以下，飞行器壳体。
只有一个牌号MB15：（5－6Zn）、（0.3－0.9）Zr、0.1Mn
Hale Waihona Puke ZM2：有较高的高温瞬时强度，在150200℃有良好的抗 蠕变性能。 适于铸造在150200℃工作的収动机匣，整流舱和电机壳 T1处理325℃(5－8h)时效，0.2＝150MPa ZM2可代替ZM5使用。
一般在300500℃迚行挤压、轧制和模压加 工，许多铸造合金系可作变形合金，只不过， 合金元素含量低些，杂质含量控制的较严些。 变形镁合金的一个特点是各向异性明显。 应用：
目前实际应用的镁合金， 无论是变形还是铸造合金都是集中在以下几个合金系：
Mg-Al-Zn 高强 MB2（3.5Al），MB3 （4.2Al）， ZM5（0.2Al） Mg-Zn-Zr 高强 ZM1（4.5Zn），MB15（5.5Zn） Mg-RE-（Zr、Zn、Mn）耐热 ZM3（3.2混合稀土、Zn、Zr）， MB8（2Mn、0.2Ce）
工业用变形镁合金大部分属于Mg-Al-Zn系
镁合金
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（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，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。
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。
它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。
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铸件1。
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。
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%镁合金铸件2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℃。
MB15镁合金组织及性能分析
但 由于 镁为 密排 六方 结构 ， 移系 比较 少 ， 性 滑 塑
加工能力较差 ， 大部分镁合金都采用铸造成型， 较少 采 用锻 压 、 制 、 压 等 塑 性 成 型方 法 加工 ［ ， 在 轧 挤 １这 ］ 很大 程 度 上 限制 了的 应用 ， 目前 较 成 熟 的生 产 技 与 术 （ 常规 合 金的 传统 的铸 造工 艺 ） 如 以及 一些 正在 发 展的 技术 （ 提高抗 蠕 变性 能技 术 、 如 先进 的薄 壁铸 造 技术和 触 变铸 造技 术 ） 比 ， 合金 的挤 压与 轧制 等 相 镁
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２０ 年第 １ 期 ０７ １
内 蒙古 石 油化 工
５ ９
ＭＢ 镁 合 金 组 织 及 性 能 分 析 １ ５
戴 丽娟 张 瑞 刘 霞。 ， ，
（． １包头 职业技术学院 材料工程系 ；． 方重 工集团理 化室 ， ２北 内蒙古 包 头 ０４３） １０ ０
图 １ 铸态组织 ５０ ０ Ｘ图
２变形 后的组织 ５０ ０ Ｘ， 变形速率 ０ Ｏ ／ ， ． ｌｓ
图 ３变形后的组织 ５ Ｏ ＯＸ 变形速率 ０ １ ． ／ｓ
在 镁 中加 入 少 量 锆 ， 以细 化 晶粒 ， 可 减少 热 裂 倾向， 提高力学性能。 力学性能见表 ３ 锆的化学活 。 泼性 高 ， 易与 其 他 元 素如 铝 、 、 、 、 和锰 等 元 硅 铁 锡 镍 素形 成难 熔金 属 间 化合 物 ， 丧失 锆 的细 化 晶粒 作 而 用， 因此 ， 加锆 的镁合金 不 能同时加 入上述 元 素 。锆 能够 细 化 晶粒 的原 因 是 ： 液 态镁 中锆 的溶 解度 随 在 温度降低而减少 ， 在凝固过程中， 锆首先以 ａ ｒ —ｚ 结 晶析 出 ， 点 阵结 构与 镁相 似 ， 非 自发 形核 作用从 其 起 而 能 够 细化 晶粒 。在 镁 合 金 中加 入 ０ ５－０ ８ ｚ ． － ． ｒ － 时， 其细 化 晶粒 作 用的效果 最好 。此 外 ， 锆还 能够提 高 镁合金 的熔 点 ， 善高 温性 能和耐 蚀性。 。 改 对 ＭＢ ５ １ 镁合金做不同变形速率的冲击试验并 测定 了其硬 度值 见 表 ２ 在 显微 镜 下 观 察 ＭＢ ５镁 ， １ 合 金变 形后 的 金相 组织 发现 与 ＡＺ １镁 合金 。的组 ３ 织有 很 大 的 区别 ， Ｉ ＭＢ ５镁合 金 组 织 中 的 晶粒 都 是 等 轴 晶粒 ， 有 发 现长 条 状 的 晶粒 ， 且 没 有 变 形 没 而 带， 晶界 也 很 宽 ， 晶粒 也 很粗 大 ， 也就 是说 ＭＢ ５镁 １ 合金 发生变 形 时并没 有产 生滑 移 ， 而是 形成 了孪 晶 ， 如图 ２３ 、 所示 。 在一 般的冷 挤压 以及温 挤压 时 ， 沿挤 压 方 向的 晶粒 应该 是 拉 长 的 ， 实 际情 况是 沿 挤 压 但
az91d镁合金元素成分_概述及解释说明
az91d镁合金元素成分概述及解释说明1. 引言1.1 概述:在材料工程领域，镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
特别是AZ91D镁合金，它由铝（AL）、锌（Zn）、锰（Mn）以及少量其他元素组成，具有良好的韧性、耐热性和耐腐蚀性。
本文将对AZ91D镁合金的元素成分进行概述及解释说明。
1.2 文章结构:本文主要分为四个部分：引言、az91d镁合金元素成分概述、az91d镁合金元素成分解释说明以及结论。
其中，在az91d镁合金元素成分概述部分将介绍AZ91D镁合金的简介、其元素成分组成以及这些元素对合金性能的影响因素和作用。
而在az91d镁合金元素成分解释说明部分，则会逐一解释铝(AL)含量、锌(Zn)含量以及锰(Mn) 含量对AZ91D 镁合金的影响。
1.3 目的:本文旨在全面了解AZ91D 镁合金的元素成分，并深入探讨各个元素对该材料性能的影响和作用。
通过对每个元素含量的解释说明，读者可以更好地理解AZ91D 镁合金的特性，并为进一步研究和应用该材料提供启示与建议。
2. az91d镁合金元素成分概述:2.1 az91d镁合金简介:az91d镁合金是一种常用的镁合金材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
它具有低密度、高比强度和良好的耐腐蚀性能，是一种理想的轻质结构材料。
2.2 元素成分组成:az91d镁合金主要由镁(Mg)、铝(AL)和锌(Zn)三个元素组成。
其中，镁为主要成分，占总质量的大部分（约90%），铝和锌则为常见添加元素。
此外，还可能含有少量其他元素如锰(Mn)。
2.3 影响因素及作用:- 镁(Mg): 镁是az91d合金的主要组成元素，它具有低密度和高比强度的特点。
其优异的机械性能使得az91d合金在航空航天领域得到广泛应用。
- 铝(AL): 铝是一种常见的添加元素，它可以提高az91d合金的抗腐蚀性能，并增加合金的强度。
适当调整铝的含量可以实现对材料性能的优化。
【冶金原理及工艺】5.4 典型合金的熔炼工艺-镁合金-
Байду номын сангаас
对于含铝的ZM5镁合金，可采用“过热变质”，即把精炼后的镁液升温 到850~900oC, 保温10~15min，然后迅速冷却到浇注温度进行浇注。经验表 明，“过热变质”的Mg-Al合金中必须含有一定量的铁。其机理可能是随着 温度上升，铁在镁中的溶解量增加，迅速降温时，这些铁就以大量不溶于 镁液的Mg-Al-Fe或Mg-Al-Fe-Mn化合物细小质点的形式析出，成为镁合金 凝固时的结晶核心，使晶粒细化。
由于Mg-H2O反应更为激烈，所以在熔化镁合金时要特别注意采取适当 措施以防止发生事故。除此之外，镁合金的疏松缺陷也与镁液中的氢有关， 主要来源于Mg-H2O反应，所以镁合金熔化工艺中的除气问题日益引起人们 重视。
(3)镁与其他气体间的反应。镁与氮发生反应生成Mg3N2膜，此膜是多孔 的，不能阻止反应继续进行。但Mg-N反应的激烈程度较Mg-H2O及Mg-O反 应小，在较低温度下此反应进行得极慢。
① 镁合金中加锆的主要困难
a. 锆的熔点约为1850oC，相对密度为6.5; 而镁的熔点为651oC，相对密 度为1.74。 所以纯锆加入镁合金液中呈固态，难以溶解。而且由于其相对密 度大，易形成比重偏析。
b. 锆和镁在液态时不能无限溶解，锆在镁中的溶解度仅为0.6%左右。 在镁铝系合金液中，锆的溶解度也小于1%。 由于锆在镁液中溶解度低，故 很难熔制含锆量高且成分又均匀的中间合金。
c. 加锆前应进行适当的精炼。研究表明，MgO会使镁合金液中锆沉淀析 出，增加锆的损耗，因此，在加锆前需用熔剂进行精炼，以清除合金液中 的MgO夹杂物。
Mg-5.52Zn-1.73Nd-0.71Cd-0.5Zr镁合金的热变形组织和力学性能
Mg-5.52Zn-1.73Nd-0.71Cd-0.5Zr镁合金的热变形组织和力学性能刘先兰;刘楚明;张文玉;李慧中;曾苏民【摘要】采用Gleeble-1500热模拟机研究Mg-Zn-Nd-Cd-Zr合金在温度为300～420℃、应变速率为0.001～1S-1、最大变形程度为80％的条件下的高温变形行为.采用光学显微镜及透射电镜研究Mg-Zn-Nd-Cd-Zr镁合金在不同压缩变形条件下的组织形貌特征.结果表明:在实验条件下,合金的流变应力-应变曲线属于动态再结晶类型.合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而降低.实验分析认为该镁合金挤压温度定在340～380℃左右为宜；在360℃左右顺利挤出的实验合金有很好的力学性能.抗拉强度(σb)为310 MPa,屈服强度(σ0.2)为290MPa,伸长率(δ)为16％.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)006【总页数】7页(P799-805)【关键词】镁合金;热模拟变形;动态再结晶;力学性能【作者】刘先兰;刘楚明;张文玉;李慧中;曾苏民【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;湖南工学院机械系,衡阳421002;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;湖南工学院机械系,衡阳421002;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.22变形镁合金比铸造镁合金具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能，可以满足更多结构件的需求，具有铸造镁合金无法替代的优异性能。
而相对于具有面心立方结构的铝合金来说，镁合金属于密排六方晶体结构，易启动的滑移系相当有限，故塑性变形较困难。
由于镁合金在高温下变形易发生动态再结晶[1−4]。
Kaibyshev[5]等在 Mg-6Zn-0.65Zr 合金中观察到了晶界弓出的动态再结晶现象。
铝镁合金、钛镁合金、硅镁合金性能及成分分析
铝镁合金、钛镁合金、硅镁合金性能及成分分析一、镁合金性能分析及化学成分镁合金常用的合金化元素是铝和锌。
铝的合金化能提高合金强度及铸造性能。
锌也能提高合金的铸造性能。
铸造性能压铸镁合金的铝含量须＞3%，锌含量＜2%，否则容易产生裂纹。
Mg-An-Mn 系的合金AZ91（含锌）和AM60B（不含锌）是室温使用的主要压铸镁合金。
目前AZ及AM这两种系列合金占镁汽车结构件的90%，但它们在150℃以上时其强度显著下降。
为改善合金在150℃以上的抗蠕变能力，现已开发了AS41A合金（4.3%Al,1%硅，0.35%锰），该合金的蠕变强度在170℃范围内，同时具有较好的伸长率，屈服强度和极限抗拉强度，由于含铝量较低，AS41A要求较高的铸造温度。
利用稀土元素对Mg-Al基合金强度及蠕变抗力的有利影响而开发了Mg-Al-稀土合金。
压铸AE42合金具有比Mg-Al-Si合金更加的蠕变抗力，能在200-250度下长期使用。
加拿大开发了AC系列镁合金。
通过添加Ca改善了Mg-Si合金中Mg2Si 的相结构并细化其晶粒，其蠕变抗力是AZ和AM系列合金的10倍左右。
而拉伸及抗拉强度相当。
且具有良好的铸造性能。
目前,得到工业应用的压铸镁合金主要有4个系列，即AS系列（Mg-Al-Si）；AZ系列（Mg-Al-Zn-Mn）；AM系列（Mg-Al-Mn）；AE系列（Mg-Al-稀土）。
金牌号有1000多种，每个牌号又有多种状态，化学成份的加入根据需求按科学配比掺入，从而生产出不同型号的铝镁合金产品,纯镁消耗量也根据掺入量确定。
（一）铝镁合金焊丝方面1、铝硅合金焊丝：ER4043性能特点：本品为含硅5％的合金焊丝，适合焊接铸铝合金典型化学成份（%）：用途：船舶、机车、化工、食品、运动器材、模具、家具、容器、集装箱2、铝镁合金焊丝：ER5356性能特点：本品为含镁5％的合金焊丝，是一种用途广泛的通用型焊材，适合焊接或表面堆焊5％镁的铸锻铝合金，强度高，可锻性好，有良好的抗腐蚀性。
镁合金的成分组织和力学性能
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❖ 典型的拉弗斯相包括三种：MgCu2(立方)、MgZn2(六方) 、MgNi2(六方)。
❖ MgCu2型有LaMg2； ❖ MgZn2型有BaMg2、CaMg2。 ❖ 化合物的稳定性可用熔点来表示，表2-1列出镁合金化合
物的熔点。 ❖ 可见，Mg17Al12熔点最低，Mg2Si熔点最高。所以，
❖ 合金成分和铸造工艺对组织结构有重要的影响。 ❖ 合金元素，尤其是稀土元素RE引起中间相结构的复杂变化
，对镁合金的组织和性能产生很大的影响。
•
2. 3. 1 Mg-Al系合金组织
❖ 根据Mg-Al二元相图(见图2-4)，Mg-Al系铸造合金组织 在平衡状态下是由相和 (Mg17Al12)相组成的。
❖ Th也是镁合金的一种合金元素，组成合金系：Mg-Th-Zr ，Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr。因Th具有放射性， 基本不再使用。
❖ 按有无Al，分为含Al镁合金和不含Al镁合金； ❖ 按有无Zr，可分含Zr合金和不含Zr合金。 ❖ 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2-2)。两者没有严格的区分，铸造镁合金 如AZ91、AM20、AM50、AM60、AE42等也可以作为锻 造镁合金。
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•图2-2 镁合金的分类
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❖ 目前国外在工业中应用较广泛的镁合金是压铸镁合金，主 要有以下4个系列：AZ系列Mg-Al-Zn；AM系列Mg-AlMn；AS系列Mg-Al-Si和AE系列Mg-Al-RE。
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❖ (4) 硅 ❖ 可改善压铸件的热稳定性能与抗蠕变性能。 ❖ 因为在晶界处可形成细小弥散的析出相Mg2Si，它具有
CaF2型面心立方晶体结构，有较高的熔点和硬度。 ❖ 但在铝含量较低时，共晶Mg2Si相易呈汉字型，大大降低
镁合金
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二、热机处理
镁合金经过冷轧变形后，在基体合金中留下了大量位错和畸变能，在超塑性变形的 高温环境下发生再结晶形核，且基体中弥散的颗粒有效地阻止了再结晶晶粒的长大， 从而使晶粒变得更加细小。
温轧变形后的合金，一方面，变形亚晶为再结晶形核提供了有利的组织条件，保证 有足够多的再结晶形核点；另一方面，温轧形成的高贮能区和高贮能梯度的变形结 构，为合金的再结晶形核提供能量基础，使大多数再结晶形核点易于激活。合金达 到再结晶温度后，再结晶形核率很高，超塑变形前可以获得微细的晶粒组织。 热机处理后的基体内弥散分布着大量小颗粒，另外，脆性大的质点温轧后也变成小 颗粒状态弥散分布于基体内。合金在超塑变形温度下，大颗粒质点开始溶解，基体 内第二相粒子细小，容易在晶界处聚集，通过钉扎晶界或亚晶界，对再结晶后晶粒 的长大产生强烈的抑制作用，保证了合金细晶组织在超塑变形过程中的热稳定性。
材料在超塑性状态下典型的宏观变形特征表现为大变形 、小应力 、 无颈缩及易成形等。
镁合金超塑性变形是利用镁合金在一定条件(温度、变形速度、组织 等)下的超塑性特性进行大变形成形的加工方式。
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相变超塑性
按照实现超塑性的条件和变形特点的不同
组织超塑性
相变超塑性又称为转变超塑性或动态超塑性 , 是指金属材料在一定相变温度 范围内和载荷作用下 , 经过多次循环相变或同素异构转变，使金属原子发生 剧烈运动而呈现超塑性。相变超塑性不要求材料具有微细等轴晶粒 , 但要求 具有固态相变 , 变形温度需频繁变化 , 给实际应用带来困难 , 故应用受到限制 。 在这方面 , 钢铁 、钛合金 、铜合金研究的比较多。 组织超塑性又称为恒温超塑性或微细晶粒超塑性或结构超塑性 , 它要求材料 具有微细的等轴晶组织 , 在一定的温度区间( Ts ≥ 0 . 5 Tm , Ts 和 Tm 分别是 超塑性变形的绝对温度和材料熔点的绝对温度) 和一定的变形速率条件下( 应 变速率在 10-4～ 10-1s- 1之间) 呈现超塑性 。 因此 , 初始组织具有微细晶粒尺寸 , 以及所需的高温 、 低速是获得良好结构 超塑性的三个必要条件 。 一般来说，晶粒越细小则越有利于超塑性的发展，当晶粒细化至1um以下时， 甚至在较低温度和较高应变速率条件下也可能获得良好的超塑性。
Gd与Zr对WE43镁合金组织、力学及腐蚀性能的影响
第４３卷第２期２０２１年３月沈 阳 工 业 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ４３Ｎｏ ２Ｍａｒ ２０２１收稿日期：２０１９－０３－２７．基金项目：国家自然科学基金项目（５１５７１１４５）．作者简介：毛萍莉（１９６７－），女，陕西眉县人，教授，博士生导师，主要从事高品质镁合金及其制备技术等方面的研究．本文已于２０２１－０３－０８１１∶４３在中国知网优先数字出版．网络出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２１．１１８９．Ｔ．２０２１０３０５．０９４３．０１６．ｈｔｍｌ檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏殏殏材料科学与工程 ｄｏｉ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０２１．０２．０５Ｇｄ与Ｚｒ对ＷＥ４３镁合金组织、力学及腐蚀性能的影响毛萍莉，付 钰（沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳１１０８７０）摘 要：为了研究ＷＥ４３镁合金作为生物材料的可行性，研究了Ｚｒ和Ｇｄ元素对ＷＥ４３挤压态镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响．采用金相显微镜和扫描电镜观察了挤压态镁合金的微观组织，采用拉伸实验和浸泡实验分别测试了镁合金的力学性能与腐蚀性能．结果表明：Ｚｒ元素对镁合金的挤压态组织具有显著细化作用；当进一步加入Ｇｄ元素后，组织细化作用不明显．在ＷＥ４３镁合金中加入Ｚｒ元素后，镁合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了约２２％和１５％．进一步添加Ｇｄ元素后镁合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了２６２ＭＰａ和２００ＭＰａ，且分别提高了约２９％和３３％．相反，Ｚｒ和Ｇｄ元素的加入降低了镁合金的伸长率，同时并未提高镁合金的耐蚀性．关 键 词：ＷＥ４３镁合金；微观组织；抗拉强度；屈服强度；伸长率；浸泡实验；ｐＨ值；腐蚀性能中图分类号：ＴＧ１４６ ２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２１）０２－０１４４－０６ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＧｄａｎｄＺｒｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙＭＡＯＰｉｎｇ ｌｉ，ＦＵＹｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙａｓａｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＺｒａｎｄＧｄｅｌｅｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｔｅｎｓｉｌｅａｎｄｉｍｍｅｒｓｉｏｎｔｅｓｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＺｒｃａｎｒｅｆｉｎｅｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ，ｗｈｉｌｅｆｕｒｔｈｅｒａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＧｄｈａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．ＡｆｔｅｒａｄｄｉｎｇＺｒｉｎｔｏＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ，ｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅａｎｄｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｉｎｃｒｅａｓｅｂｙａｂｏｕｔ２２％ａｎｄ１５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｆｕｒｔｈｅｒａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＧｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅａｎｄｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｔｏ２６２ＭＰａａｎｄ２００ＭＰａ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓａｒｅａｓｈｉｇｈａｓａｂｏｕｔ２９％ａｎｄ３３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒａｒｙ，ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＺｒａｎｄＧｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ，ａｎｄｄｏｅｓｎｏｔｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ；ｉｍｍｅｒｓｉｏｎｔｅｓｔ；ｐＨｖａｌｕｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙ 镁合金是目前工程应用中密度最小的金属结构材料，具有高比强度和比刚度、电磁屏蔽性能、阻尼性能等诸多优点，使其在汽车、航空航天、通讯工具等工程领域获得了广泛应用［１］．另外，镁是一种对人体温和的元素，具有很好的可吸收性和生物相容性，以及较好的力学性能和可降解性等突沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４３卷出优势，近年来作为植入材料在生物医学方面得到了实际应用．目前，作为生物材料应用研究的镁合金主要包括ＷＥ４３、ＡＺ３１、Ｍｇ Ｃａ和ＭｇＺｎＣａ［２］等．镁合金作为生物医用材料的研究最早可以追溯到２００３年，Ｈｅｕｂｌｅｉｎ等发表了关于ＡＥ２１镁合金血管支架在猪的冠状动脉内进行安装的相关实验报告，其结果显示ＡＥ２１镁基合金自身具有良好的生物相容性［３］．２００５年Ｚａｒｔｎｅｒ等将一个可降解的镁合金支架植入一个早产儿左肺动脉，成功地治愈了其左肺动脉堵塞，因而证明了可降解镁合金临床应用的可行性［４］．ＷＥ４３镁合金具有优良的力学性能，以及与ＡＺ９１镁合金相当的腐蚀速度，因而近年来国内外学者开展了ＷＥ４３镁合金在生物医学领域的应用研究．韩宝军等［５］研究了热处理对ＷＥ４３镁合金组织与力学性能的影响，结果发现固溶处理可以明显改善ＷＥ４３镁合金的铸态组织，而时效处理可使该合金中的化合物均匀弥散析出，因而大大提高了合金硬度．魏溆桐等［６］研究了固溶处理对挤压态ＷＥ４３镁合金显微组织和晶粒度的影响，结果表明固溶处理后合金中的第二相发生溶解，使其含量减少，且沿晶界断续分布．Ｋｕｔｎｉｙ等［７］研究了晶粒尺寸对Ｍｇ Ｙ ＲＥ Ｚｒ镁合金耐蚀性能的影响，结果发现虽然晶粒尺寸的减小提高了镁合金的力学性能，但会导致镁合金在１％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀性能变差．Ｂｅｎ Ｈａｍｕ等［８］通过控制Ｍｇ Ｙ ＲＥ Ｚｒ合金的热处理制度，调整了合金的组织结构和成分分布，降低了合金的降解速率．镁合金的力学性能和耐蚀性与合金中稀土元素的种类和含量具有密切关系．本文以含Ｙ和Ｎｄ的ＷＥ４３为基础合金，通过在该合金中添加Ｚｒ和Ｇｄ元素来研究其力学性能和耐蚀性的变化规律，从而为ＷＥ４３镁合金作为生物医用材料的应用提供理论基础．１ 材料与方法１ １ 实验材料实验所用三种镁合金成分如表１所示．含Ｙ和Ｎｄ元素的镁合金作为基础合金，命名为ＷＥ４３．在此基础上加入Ｚｒ元素，命名为ＷＥ４３ １，而加入Ｚｒ和Ｇｄ元素后，命名为ＷＥ４３ ２．三种合金均为挤压态．１ ２ 金相组织观察利用线切割方法从原始挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２合金挤压棒上分别切取尺寸为 １０ｍｍ×３ｍｍ的圆饼试样．利用ＳｉＣ磨砂纸打磨试样，随表１ 三种镁合金的化学成分（ｗ）Ｔａｂ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｒｅｅｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ（ｗ）％合金ＹＮｄＧｄＺｒＭｇＷＥ４３３ ９７２ ４０－－余量ＷＥ４３ １３ ２３２ ４２－０ ５５余量ＷＥ４３ ２３ ９７２ ４３＜０ １０ ４７余量后对试样进行抛光．采用镁合金腐蚀液（１ ５ｇ苦味酸＋５ｍＬ冰乙酸＋１０ｍＬ酒精）对试样表面进行腐蚀，随后用吹风机吹干．采用ＯｌｙｍｐｕｓＧＸ７１型金相显微镜对三种合金的显微组织进行观察．１ ３ ＸＲＤ分析利用岛津ＸＲＤ ７０００型Ｘ射线衍射仪对三种成分的试样进行物相分析．实验中扫描速率为４（°）／ｍｉｎ，衍射角范围为２０°～８５°．１ ４ 浸泡实验采用尺寸为 １０ｍｍ×３ｍｍ的圆饼试样进行浸泡实验．每种样品取３个平行试样，共计９个试样．采用６００＃、８００＃、１０００＃、２０００＃和５０００＃砂纸依次进行打磨抛光，之后点蘸酒精后用吹风机吹干备用．依据ＩＳＯ１０９９３ １５标准，将试样浸泡于Ｈａｎｋ’ｓ模拟体液中，再以离心试管吸取放入３７℃保温箱内．每个样品表面积与Ｈａｎｋ’ｓ溶液的浸泡比例为１ ２５ｃｍ２／ｍＬ．每２４ｈ采用ｐＨ计测试试管内ｐＨ值的变化并记录数据，同时更换新的Ｈａｎｋ’ｓ溶液以维持模拟体液环境的ｐＨ值约为７ ４．分别浸泡３、７和１４ｄ之后，每个成分样品取出１个试样，直到第１４ｄ实验完成．将浸泡后的试样进行铬酸酒精酸洗后吹干，然后再进行称量并记录失重质量．采用失重法测量合金的腐蚀速率．采用Ｓ ３４００Ｎ型扫描电镜进行合金腐蚀表面形貌观察．依据ＡＳＴＭＧ３１ ７２标准计算平均腐蚀速率，具体计算公式为ｖ＝ｋｍ／ｓｔρ式中：ｋ为常数且取值为８ ７６×１０４；ｍ为样品浸泡后的损失质量；ｓ为样品表面积；ｔ为样品浸泡时间；ρ为样品密度．２ 结果与分析２ １ 镁合金的显微组织分析２ １ １ 金相组织挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金的金相组织如图１所示．由图１可见，挤压态ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金晶粒比挤压态ＷＥ４３镁合金细５４１第２期 毛萍莉，等：Ｇｄ与Ｚｒ对ＷＥ４３镁合金组织、力学及腐蚀性能的影响小，ＷＥ４３ １与ＷＥ４３ ２镁合金的晶粒尺寸相当，表明在ＷＥ４３镁合金中加入Ｚｒ元素可以明显细化合金的晶粒尺寸，但是继续加入Ｇｄ元素对其晶粒尺寸无明显作用．图１ 不同挤压态镁合金的金相组织Ｆｉｇ １ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ由图１还可以观察到，镁合金中的第二相主要沿挤压流线分布．挤压态ＷＥ４３镁合金晶粒大小不是很均匀，在存在第二相的地方其晶粒相对更加细小，而远离第二相的地方晶粒尺寸相对较大（见图１ａ）．ＷＥ４３ １镁合金的金相组织也有相似规律，但其晶粒总体更加细小（见图１ｂ）．Ｚｒ能够细化镁合金的机理为：Ｚｒ在液态合金中的溶解度很小，在合金液中析出的αＺｒ和α Ｍｇ均为密排六方结构，且二者晶格常数相近，符合作为晶粒形核核心的匹配度要求，因此，Ｚｒ能够作为α Ｍｇ的结晶核心并起到晶粒细化作用．在正常冷却速度下Ｚｒ可以使晶粒尺寸从毫米级细化到５０μｍ左右，形成等轴晶粒并提高组织均匀性．已有研究发现ＲＥ和Ｚｒ可同时加入镁合金中，且Ｚｒ对镁仍具有细化作用．２ １ ２ ＳＥＭ组织挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金的ＳＥＭ组织如图２所示．由图２可见，三种成分镁合金的ＳＥＭ组织比较接近，均由α Ｍｇ基体和第二相组成．由图２还可以看出，在ＷＥ４３镁合金中第二相在挤压过程中发生了团聚．图２ 不同挤压态镁合金的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ ２ ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ２ ２ 镁合金的ＸＲＤ分析三种不同挤压态镁合金的ＸＲＤ图谱如图３所示．由图３可知，三种镁合金中的基础相均为αＭｇ，且含有由于加入Ｙ、Ｎｄ等元素而产生的第二相．通过比较可知，虽然在ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金中分别加入了Ｚｒ以及Ｚｒ＋Ｇｄ元素，但三种镁合金ＸＲＤ图谱的衍射峰峰位和峰高均非常相近，但ＷＥ４３ １镁合金中出现了Ｍｇ２４Ｙ５衍射峰．由Ｍｇ Ｙ和Ｍｇ Ｎｄ二元合金相图［９］可知，低６４１沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４３卷于４００℃时Ｎｄ元素在α Ｍｇ中的固溶度几乎为零，而Ｙ元素在室温时具有一定的固溶度．因此，在ＷＥ４３和ＷＥ４３ ２镁合金中均无Ｍｇ Ｙ化合物的衍射峰，而仅有Ｍｇ１２Ｎｄ和Ｍｇ４１Ｎｄ５衍射峰．在ＷＥ４３ １镁合金中出现了Ｍｇ２４Ｙ５衍射峰，可能是由于Ｚｒ元素的加入置换了部分Ｙ元素，从而形成了少量Ｍｇ２４Ｙ５．尽管ＷＥ４３ ２镁合金中加入了Ｇｄ元素，但是由于加入量较少，且Ｇｄ元素在室温时在α Ｍｇ中也具有一定的固溶度，因而无Ｇｄ元素化合物衍射峰出现．图３ 不同挤压态镁合金的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ ３ ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ２ ３ 镁合金的力学性能分析２ ３ １ 应力应变曲线挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金的拉伸真应力真应变曲线如图４所示，其抗拉强度、屈服强度和伸长率如图５所示．由图５可知，三种镁合金的抗拉强度和屈服强度随着合金元素含量的增加而增加，而伸长率具有相反趋势．ＷＥ４３镁合金的抗拉强度和屈服强度明显低于ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金．相反，ＷＥ４３镁合金的伸长率在三种镁合金中是最高的．比较ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金的力学性能后发现，虽然ＷＥ４３ ２镁合金的抗拉强度高于ＷＥ４３ １镁合金，但二者屈服强度比较接近．ＷＥ４３ １镁合金的伸长率大于ＷＥ４３ ２镁合金，表明前者塑性相对较好．三种镁合金的力学性能差异可以用其微观组织差异来解释．在三种挤压态组织中，ＷＥ４３镁合金的组织要粗大一些，因而从晶粒细化的角度来说，ＷＥ４３镁合金的强度要差一些．虽然ＷＥ４３ １镁合金晶粒更加细小，但由于其晶界分布密集，容易在施加相同应力时吸收外界能量而造成晶界开裂，因此，虽然ＷＥ４３ １镁合金具有良好的晶粒细化效果，但其强度略低于ＷＥ４３ ２镁合金．此外，三种挤压态镁合金都表现出了明显屈服现象（见图４）．通过分析可知，Ｚｒ的加入使得ＷＥ４３ １镁合金的抗拉强度和屈服强度分别约提高了２２％和１５％，而进一步添加Ｇｄ后ＷＥ４３ ２镁合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了２６２和２００ＭＰａ，比原始态约提高了２９％和３３％．虽然ＷＥ４３ ２镁合金的伸长率低于ＷＥ４３和ＷＥ４３ １镁合金，但其数值依然达到了１６％．图４ 不同挤压态镁合金的拉伸真应力真应变曲线Ｆｉｇ ４ Ｔｒｕｅｓｔｒｅｓｓ ｔｒｕｅｓｔｒａｉｎｔｅｎｓｉｌｅｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ图５ 不同挤压态镁合金的力学性能Ｆｉｇ ５ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ２ ３ ２ 拉伸断口分析三种挤压态镁合金拉伸后的断口形貌如图６所示．ＷＥ４３镁合金的断口由于存在细小第二相的弥散分布，韧窝除了含有第二相粒子，其本身还具有细而小的特点，而且韧窝深度很深（见图６ａ），因而ＷＥ４３镁合金具有良好的塑性．ＷＥ４３ １镁合金的断口组织中韧窝大而深（见图６ｂ），表明其强度与塑性较好．ＷＥ４３ ２镁合金的韧窝大小不均匀（见图６ｃ），表明其塑性比ＷＥ４３ １镁合金低．２ ４ 镁合金的腐蚀性能２ ４ １ 宏观形貌挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金在Ｈａｎｋ’ｓ溶液中分别浸泡３、７和１４ｄ之后的宏观形貌如图７所示．由图７可见，随着浸泡时间的延长，镁合金的腐蚀程度逐渐加强．但是不同镁合金在相同浸泡时间内的腐蚀程度并不相同．此外，ＷＥ４３和ＷＥ４３ ２镁合金浸泡不同时间后，其腐蚀程度基本相当，但当浸泡时间达到１４ｄ时，ＷＥ４３镁合金表面出现许多黑色小腐蚀坑，而ＷＥ４３ ２镁合金表面的腐蚀坑数量要少很多．对于ＷＥ４３ １镁合金而言，当浸泡７ｄ时，其腐蚀程７４１第２期 毛萍莉，等：Ｇｄ与Ｚｒ对ＷＥ４３镁合金组织、力学及腐蚀性能的影响图６ 不同挤压态镁合金的拉伸断口形貌Ｆｉｇ ６ Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ度就已大大超过了其他两种镁合金，且发生了部分腐蚀破坏；当浸泡时间延长到１４ｄ时，其边缘部分已经完全被腐蚀破坏并且发生剥落．根据以上分析结果可知，三种镁合金的耐蚀性能顺序为：ＷＥ４３ ２＞ＷＥ４３＞ＷＥ４３ １．２ ４ ２ 微观形貌挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金在Ｈａｎｋ’ｓ溶液中分别浸泡３、７和１４ｄ之后的表面微观形貌如图８所示．由图８可见，与宏观观察结果类似，ＷＥ４３和ＷＥ４３ ２镁合金经过不同时间浸泡后的腐蚀微观形貌比较接近，但与ＷＥ４３ １合金的腐蚀形貌相差较大．比较三种镁合金的腐蚀结果可知，ＷＥ４３ １镁合金的腐蚀比较严重，当浸泡时间达到７ｄ时，镁合金就发生了腐蚀剥落现象，浸泡时间达到１４ｄ时，镁合金表面产生大量腐蚀产物并发生堆积现象．微观腐蚀形貌结果与宏观形貌结果一致，即ＷＥ４３与ＷＥ４３ ２镁合金的腐蚀性能接近，而ＷＥ４３ １合金的腐蚀性能较差．图７ 不同挤压态镁合金的宏观腐蚀形貌Ｆｉｇ ７ Ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ图８ 不同挤压态镁合金的微观腐蚀形貌Ｆｉｇ ８ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ２ ４ ３ ｐＨ值与腐蚀速率图９为挤压态ＷＥ４３、ＷＥ４３ １和ＷＥ４３ ２镁合金在Ｈａｎｋ’ｓ溶液中分别浸泡３、７和１４ｄ之后的ｐＨ值和腐蚀速率变化趋势．由图９ａ可见，三种镁合金的ｐＨ值在腐蚀前３ｄ时变化趋势比较一致，且在腐蚀第二天均超过了１０，而在腐蚀第三天时均下降到９ ５左右．腐蚀时间超过３ｄ后，三种镁合金的腐蚀速率开始有所不同，其中８４１沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４３卷ＷＥ４３和ＷＥ４３ １镁合金的腐蚀行为比较接近，表明其腐蚀性能较为相近，ＷＥ４３ ２镁合金的ｐＨ值最低，表明其腐蚀性能较好，该实验现象与宏观、微观腐蚀组织观察结果存在出入，这可能是由测量误差造成的．从图９ｂ的腐蚀测量结果可以看出，当浸泡时间不同时，三种合金的腐蚀速率变化的规律性并不明显．由图９ｂ可见，当浸泡时间从３ｄ延长到７ｄ时，三种镁合金的腐蚀速率有所上升，而当浸泡时间延长到１４ｄ时，三种镁合金的腐蚀速率有所下降，表明刚开始浸泡时，镁合金的腐蚀速率不断增加，但是随着浸泡时间的延长，镁合金的腐蚀趋于稳定且有所减缓，同样，ｐＨ值结果也具有相似现象，这与镁合金在Ｈａｎｋ’ｓ溶液中浸泡腐蚀后在合金表面形成的腐蚀产物膜有关，该膜层的生成在一定程度上阻碍了镁合金基体的腐蚀．图９ 不同挤压态镁合金的ｐＨ值与腐蚀速率Ｆｉｇ ９ ｐＨｖａｌｕｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｒｕｄｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ３ 结 论本文研究了Ｚｒ和Ｚｒ＋Ｇｄ元素对ＷＥ４３挤压态镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响，得出以下结论：１）Ｚｒ加入ＷＥ４３镁合金后，可对镁合金的挤压态组织产生显著细化作用，而进一步加入Ｇｄ元素后，其组织细化作用不明显．２）在ＷＥ４３合金中加入Ｚｒ元素后，合金的抗拉强度和屈服强度分别提高约２２％和１５％，而进一步添加Ｇｄ元素后得到的ＷＥ４３ ２镁合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了２６２和２００ＭＰａ，分别约提高了２９％和３３％．相反，Ｚｒ和Ｇｄ元素的加入降低了镁合金的伸长率．３）Ｚｒ和Ｇｄ元素的加入并未提高镁合金的耐蚀性．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＭｏｒｄｉｋｅＢＬ，ＥｂｅｒｔＴ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ：ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｐｐｌｉａｔｉｏｎｓａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡ，２００１，３０２：３７－４５．［２］林正捷，赵颖，张志雄，等．医用可降解镁合金抗菌性、溶血及生物相容性的研究进展［Ｊ］．稀有金属材料与工程，２０１８，４７（１）：４０３－４０８．（ＬＩＮＺｈｅｎｇ ｊｉｅ，ＺＨＡＯＹｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ ｘｉｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｈｅｍｏｌｙｓｉｓａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｍｅｄｉｃａｌｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＲａｒｅＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，４７（１）：４０３－４０８．）［３］ＨｅｕｂｌｅｉｎＢ，ＲｏｈｄｅＲ，ＫａｅｓｅＶ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ：ａｎｅｗｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｉｍｐｌａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｈｅａｒｔ，２００３，８９：６５１－６５６．［４］ＺａｒｔｎｅｒＰ，ＣｅｓｎｊｅｖａｒＲ，ＨｅｌｍｕｔＳ，ｅｔａｌ．Ｆｉｒｓｔｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆａｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｍｅｔａｌｓｔｅｎｔｉｎｔｏｔｈｅｌｅｆｔｐｕｌｍｏｎａｒｙａｒｔｅｒｙｏｆａｐｒｅｔｅｒｍｂａｂｙ［Ｊ］．ＭａｇｎｅｓｉｕｍＳｔｅｎｔ，２００５，６６（４）：５９０－５９４．［５］韩宝军，何琼，彭光怀．时效热处理对ＷＥ４３镁合金组织与力学性能的影响［Ｊ］．热加工工艺，２０１５，４４（８）：１７７－１７９．（ＨＡＮＢａｏ ｊｕｎ，ＨＥＱｉｏｎｇ，ＰＥＮＧＧｕａｎｇ ｈｕａｉ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｇｉｎｇｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＷＥ４３ａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＨｏｔＷｏｒｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，４４（８）：１７７－１７９．）［６］魏溆桐，崔君军，于丽君，等．固溶处理对挤压态ＷＥ４３镁合金显微组织和晶粒度的影响［Ｊ］．金属热处理，２０１６，４１（６）：１２５－１２９．（ＷＥＩＸｕ ｔｏｎｇ，ＣＵＩＪｕｎ ｊｕｎ，ＹＵＬｉ ｊｕｎ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｍｉｃｒｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆａｓ ｅｘｔｒｕｄｅｄＷＥ４３ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｓ，２０１６，４１（６）：１２５－１２９．）［７］ＫｕｔｎｉｙＫＶ，ＰａｐｉｒｏｖＩＩ，ＴｉｋｈｏｎｏｖｓｋｙＭＡ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｆｏｒｍｅｄｉｃａｌｉｍｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｗｉｓｓＷｅｒｋｓｔｏｆｆｔｅｃｈ，２００９，４０（４）：２４２－２４６．［８］Ｂｅｎ ＨａｍｕＧ，ＥｌｉｅｚｅｒＤ，ＳｈｉｎＫＳ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＭｇＹ ＲＥ Ｚｒａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２００７，４３１（１／２）：２６９－２７６．［９］毛萍莉，王峰，刘正．镁合金热力学及相图［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１５．（ＭＡＯＰｉｎｇ ｌｉ，ＷＡＮＧＦｅｎｇ，ＬＩＵＺｈｅｎｇ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＭａｃｈｉｎｅＰｒｅｓｓ，２０１５．）（责任编辑：尹淑英 英文审校：尹淑英）９４１第２期 毛萍莉，等：Ｇｄ与Ｚｒ对ＷＥ４３镁合金组织、力学及腐蚀性能的影响。
镁合金
发展镁工业的原因
汽车制造商正在采取措施减轻汽车的重量，一方面是来自 政府的命令，另一方面是市场对更加省油汽车的需求。车 重每降低100 kg ，油耗可减少7×10-3 L/km；汽车自重 减轻10%，燃油效率可提高5.5%，所以镁合金是汽车轻 量化的必然选择。
镁储量丰富。
镁合金的分类
目前，国际上倾向于采用美国材料试验协会使用的方法来 标示镁合金的化学成分。 由两个英文字母和两位数字组成：前面两个英文字母表示 合金元素的代号，而后面两位数字表示主要合金元素的名 义成分（质量分数，％）。
华硕M5A纪念版笔记本最大的特点就是采用镁合金上盖 设计。具有质地轻、强度高、散热快、有抗菌效果等独特 优势，使得华硕M5A纪念版笔记本具备了健康、环保、 安全等特点和与众不同的轻盈魅力。
镁合金的应用
三星超薄镁合金滑盖D848铂晶版
镁合金质地轻，硬度大，是超薄手机外壳的首选。镁合金 有较高振动吸收性及降低噪音，用于产品外壳可减少噪音 传递。无磁性，具有良好的电磁波屏蔽性能。
1970年的石油危机，使镁合金在汽车工业中日益受到重 视。全球掀起的镁合金开发应用热潮起始于20世纪90 年 代，被誉为“21世纪绿色工程材料”。
我国的镁工业
我国是镁资源大国，储量居世界首位。已探明的储量在40 亿吨以上，符合炼镁要求的Ⅰ、Ⅱ级矿占近80%。
我国是原镁生产大国，产量占全球的1/3。 我国是出口大国，占年产量的80％。
腐蚀－物质和它所处的环境介质之间发生化学、电化学或物理作用，引 起物质的变质和破坏。
镁的存在
镁是地壳中含量高，分布广泛的元素之一，位于第八位， 约占地壳质量的2.4%。由于镁的化学活性很高，所以它以 化合物的形式存在于自然界中。在已知的1500种矿物中， 含 镁 矿 物 约 200 种 ， 其 中 有 工 业 价 值 的 有 菱 镁 矿 (Fe ， Mg)CO3 、 白 云 石 (MgCO3ּCaCO3) 和 光 卤 石 (MgCl2ּKClּ6H2O) 、滑石(3MgOּ4SiO2ּH2O)、蛇纹 石 (3MgOּ2SiO2) 等 。 海 水 中 镁 的 含 量 也 相 当 高 ， 为 0.13%。
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。
镁合金及其应用
■Mg-Zn-Al（-Ca）合金
组织特征是存在MgxZnyAlz和MgZn中间相。在含大约 2%Al的镁合金里存在MgZn化合物，但不存在Al12Mg17化合物。 Ca的加入能够提高合金的抗蠕变性能，其大量的存在于 MgxZnyAlz相中。
2.3.3 铸造镁合金的性能
表2-8
表2-9
表2-10
2.4 变形镁合金组织及性能
2.2 镁合金成分对性能的影响
■镁合金化的特点 ①晶体结构因素：根据Hume-Rothery Rules，镉（Cd）在高 温（＞253℃）下，能与镁形成无限固溶体。 ②原子尺寸因素：溶质和溶剂原子大小的相对差值在15%以内 才能形成无限固溶体。
图2-1
③电负性：Darken-Gurry理论认为，电负性差值大于0.4的元素 不易形成固溶体。镁形成Laves（AB2）型结构化合物，其稳定 性可用熔点来表示。如下图所示，Mg-Al合金耐高温性能较差， 而Mg-Si耐高温性能较好。
电解法炼镁可分为电解熔融氯化镁和电解溶于熔盐中的氧 化镁。电解法又依氯化镁的制得方法不同分为四种：道乌法 （DOW）、阿码克斯法（Amax）、诺斯克法（Norsk Hydro） 和氧化镁氯化法。 硅热还原法分为皮江法（Pidgeon）、波皮扎诺法 （Bolzano）和玛格尼特法（Magnetherm）三种。
图2-17和表2-16
铸造缺陷（如空隙、夹杂物）是疲劳裂纹源。
图2-18
图2-19
3 镁合金强化处理
3.1 概述 工业纯美的塑性很差，纯美多晶的强度和硬度也比较低， 不能直接用作结构材料。目前应用于镁合金的强化处理方法主 要有合金化强化、热处理强化、复合强化和细晶强化。其中， 合金化强化为最基本，最常用和最有效的强化处理方法，使其 他方法的基础。