镁合金力学性能
镁合金强度低的原因
镁合金强度低的原因
镁合金是一种重要的轻质金属材料，广泛应用于航空、汽车、铁路、3C等领域。
然而，镁合金的强度却不如其他金属材料。
需要深入
探究，以便采取相应的改进措施。
1. 金属晶体结构：镁合金的原子间间距较大，晶体结构松散。
同等情况下，镁合金的结晶更不紧密，因此强度自然就低了不少。
2. 内在缺陷：镁合金在生产加工过程中，难以避免存在些微的
内在缺陷。
比如晶界、夹杂或气孔等缺陷，会导致合金的强度降低。
3. 金属元素的纯度：合金中各金属元素的纯度不同，也能直接
影响合金的力学性能。
比如，纯度不够的镁合金中，镁的含量可能不足，会直接影响合金强度的提升。
4. 热处理分析：归根结底，获得高强度的镁合金，需要一定的
热处理分析，在实际操作中难以真正保证，如果制程不专业，热处理
不足，也容易影响到镁合金的性能。
为提升镁合金强度，对上述影响因素，还需深入研究。
比如，针
对晶体结构的问题，需要进一步模拟仿真才能得出精准的数据。
而对
于合金中各金属元素纯度的影响，则有必要采取科学的物理化学技术、不断提升加工工艺，把合金强度提升至最高。
同时，在保证合金纯度
的同时，加强热处理分析的掌控，做到精细控制，可有效提高镁合金
的强度。
总的来说，镁合金的强度低主要是受到金属晶体结构、内在缺陷、金属纯度和热处理分析等因素的影响。
加强研究，深度分析，寻求有
效改进措施，可以提高镁合金的强度和其他力学性能，为该材料在未
来的应用开发方面提供坚实的支持。
AZ31镁合金组织性能的影响分析
摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。
挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。
随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。
轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。
AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。
关键词:AZ31变形镁合金;强化机制；组织；性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。
大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。
但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。
目前，AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。
第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。
动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区，分别对应着不同的组织。
图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。
由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达，具有典型的铸造组织特征。
晶粒尺寸为112~400μm。
图1-1b为变形区近稳态区组织。
图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一，显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。
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。
镁合金挤压及其力学性能研究
随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。
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
2020/7/1
2
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
镁合金使用寿命以及性能特点
如何提高镁合金的耐高温性能?镁合金在汽车制造、航空工业等方面的应用要求具有一定的高温性能和抗蠕变性能，稀土镁合金(AE系列)能提高合金的高温强度和蠕变强度。
研究表明，加入一定量的锡可改善合金的高温强度;加人硅可改善合金的蟠变强度;加人鳃可提高合金的高温(超过300℃)性能;加入银可提高合金的高温强度和蠕变强度。
在Mg-5Al-1 Zn-1 Si合金中加人0.5%(质量分数)的锑，使合金在150℃时的强度从168 MPa上升到178MPa,屈服强度也从81 MP。
上升到90MPa，抗冲击韧性值从21J上升到30J。
稀土会使镁合金的室温性能变差，为此，加人一些短纤维、晶须、颗粒等复合材料，以改善合金的室温和高温性能。
在Mg-/Li合金中加人一定的Mg0/Mg2Si颗粒，使合金的高温抗蠕变。
性能在温度达210℃前得到显著改善，而且随着温度的升高，改善效果更为明显。
笔记本电脑和手机外壳等在一定的工作温度范围内，要求其尺寸稳定性(抗蠕变性能)要好。
与现有的工程塑料相比，不会因环境改变而改变的镁基耐高温复合材料的性能优势可得到充分施展。
镁基复合材料的制备方法主要有真空(或保护性气氛)浸渗法、粉末冶金法、薄膜冶金法、搅拌铸造法。
提高镁合金材料使用寿命有何技术措施?镁是活泼的金属元素，标准电极电位为负值，且绝对值很大，导致镁及镁合金的耐腐蚀性很差，这阻碍了镁合金产品在应用中发挥优势，限制了其应用范围。
镁合金腐蚀的直接原因是合金元素及杂质元素的引入导致镁合金中出现第二相。
镁合金的腐蚀形态有:电偶腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂、晶间腐蚀和丝状腐蚀以及高温氧化。
镁合金发生电化学腐蚀与溶液的pH值、溶液的性质、合金的成分及所处的环境有关。
为提高镁合金材料的使用寿命，应控制冶金因素以提高镁合金的耐腐蚀性，具体包括合金元素、杂质元素、相组成和微结构。
表面处理技术的研究，如镁合金的化学转化处理、阳极氧化、等离子微弧阳极氧化、金属镀层和物理气相沉积涂层技术等，为等离子技术提高镁合金的耐腐蚀性带来了新的生机。
笔记本镁合金的主要测试指标
笔记本镁合金的主要测试指标文章标题：深度剖析笔记本镁合金的主要测试指标1. 简介笔记本电脑在现代人生活中扮演着越来越重要的角色，而作为其主要结构材料之一的镁合金，其性能测试指标显得尤为重要。
本文将深入探讨笔记本镁合金的主要测试指标，帮助读者更深入地了解这一重要主题。
2. 主要测试指标笔记本镁合金的主要测试指标包括抗拉强度、屈服强度、硬度、延展率、疲劳性能等。
这些指标不仅直接关系到镁合金的力学性能，也影响着其在实际应用中的表现。
2.1 抗拉强度抗拉强度是指在拉伸状态下材料发生破裂之前所能承受的最大拉力，它是评价镁合金拉伸性能的重要指标之一。
高抗拉强度意味着材料具有较高的抗拉性能，能够承受更大的拉力而不破裂。
2.2 屈服强度屈服强度是指材料在拉伸过程中开始出现塑性变形的应力值，它反映了材料的抗塑性变形能力。
对于笔记本镁合金来说，良好的屈服强度能够保证其在长时间使用中不会出现过度的塑性变形。
2.3 硬度硬度是衡量材料抵抗外部力量压入的能力，在评价镁合金的使用寿命和耐磨性方面具有重要意义。
笔记本镁合金具有足够的硬度可以有效抵抗外部损伤，延长其使用寿命。
2.4 延展率延展率是材料在断裂前能够伸长的百分比，它直接影响材料的加工性能和变形能力。
对于笔记本镁合金来说，良好的延展率意味着它在加工成型过程中不易出现开裂和变形。
2.5 疲劳性能疲劳性能是指材料受到交变应力作用下抵抗疲劳破坏的能力。
对于经常需要携带使用的笔记本电脑来说，良好的疲劳性能能够保证其在长时间使用中不会出现因应力变化而导致的损坏。
3. 个人观点和理解在我看来，笔记本镁合金的主要测试指标代表着其在实际应用中的性能表现。
而这些指标不仅是从材料力学性能的角度来考量，更是直接关系到笔记本电脑的使用寿命、耐久性和安全性。
对于厂商来说，必须高度重视这些测试指标，才能保证生产出具有高品质和高可靠性的笔记本产品。
结语通过对笔记本镁合金的主要测试指标进行深入剖析，我们更加全面地了解了这一重要主题。
镁合金熔点
镁合金熔点镁合金熔点是1500-1700摄氏度左右，镁合金具有比铝合金更好的成形性能，且密度也只有铝合金的四分之三，同时还能提高零件的抗腐蚀能力。
因此，在航空发动机制造领域中，镁合金被广泛应用于结构件。
然而，镁合金虽然具有诸多优势，但是由于在生产过程中存在含有大量杂质，导致镁合金的力学性能远低于钢铁，加工困难，这无疑对材料的耐热性和其他机械性能带来不利影响。
并且镁合金需要特殊的表面处理工艺才能满足要求，处理后使得镁合金在氧化气氛中的高温抗蠕变性能严重下降，从而导致部件损坏。
为了解决以上问题，近年来人们开始对镁合金进行改良，并取得了一定的成效，例如采用纳米粉末技术改善镁合金材料的韧性，纳米复合技术增强镁合金的抗疲劳性能等。
在未来的航空发动机中，新型高温合金应该满足三个条件：（ 1）减轻重量；（ 2）提高疲劳寿命；（ 3）实现零件的长寿命设计。
因此，在镁合金领域我们需要注意以下几个方面： 1、材料的组织结构； 2、材料的成形性能； 3、材料的组织稳定性。
随着高强度铝合金在航空发动机结构件中的应用逐渐减少，我国研究人员开始将注意力转移到镁合金身上。
毕竟在高强度轻量化方面，相比于其它航空金属，镁合金的综合优势十分明显。
因此，我们要做的就是采用优化手段将其机械性能与材料的综合性能相匹配，这样才能满足航空发动机结构件所需的力学性能和可靠性。
与此同时，由于镁合金自身较差的导热性，在飞机及航空器中会受到很多约束。
因此，必须要通过改变结构或改善材料来克服，目前常用的解决方案是选用高导热系数的基体材料作为隔热层。
但是由于基体材料的限制，我们只能在隔热材料和热量传输方向发展，因此隔热方法越来越多，例如：陶瓷纤维复合隔热、碳纤维毡隔热、石墨隔热等。
由于镁合金的热导率仅为铝合金的2/3，所以常规方法难以应用。
另外，由于镁合金的密度仅为铝合金的三分之二，使得镁合金在进行深度冷却时受到限制，所以对于单晶体镁合金难以进行连续退火。
铜镁合金的材料力学性能分析
铜镁合金的材料力学性能分析铜和镁都是非常常见的金属，它们的性能都十分出色。
铜是一种非常好的导电金属，而且它还非常耐腐蚀。
而镁则具有很高的强度和轻量化的特性。
那么，将这两种金属合在一起形成合金，会产生怎样的性能呢？首先，我们需要了解铜镁合金的成分和制备方法。
铜镁合金通常是将铜和镁按照一定比例混合后进行熔融，然后快速冷却而成。
根据不同的铜镁比例以及制备方法，合金的组织结构和性能也会有所不同。
接下来我们来分析铜镁合金的力学性能：1. 强度：铜镁合金因为添加了强韧的镁元素，所以比普通的纯铜具有更高的强度。
此外，镁的加入还能促进金属的晶界锁定，阻碍了晶粒的成长，同时也增加了晶界的能量，从而提高了合金的塑性。
2. 韧性：铜镁合金的韧性也比较好，因为它的晶界是由许多细小的片状物质（类似于小型墙砖）构成，这些物质能像钩子一样将铜和镁的原子钉在了一起，从而提高了合金的韧性。
此外，镁的加入还能够增加合金中晶界的不规则度（即较大的曲率），使得晶界更加细密，这也有益于晶界的锁定和塑性的提高。
3. 耐腐蚀性：铜本身是非常耐腐蚀的，而镁的存在也能够进一步提高合金的耐腐蚀性。
这是因为镁能与镓、硅等元素形成一种稳定的阻抗层，从而减少了合金表面的氧化和腐蚀。
4. 可加工性：铜镁合金的可加工性非常好。
因为铜和镁都比较软，所以相比其他金属合金，它们的加工性更容易，可以通过轧制、拉拔、冷锻等方式进行加工。
此外，由于铜镁合金比较稳定，不容易因为加工而发生变形或破裂。
以上几点是铜镁合金的主要性能，但仅仅局限于这几项无法全面反映其材料力学性能。
因此，还需要对其它特殊性状进行分析。
5. 磁学性质：铜镁合金通常没有铜单体的磁学性，这意味着它们可以用于制造许多非常高精度的磁场装置，如实验室中的核磁共振设备或MRI扫描仪。
6. 热学性质：铜镁合金比较膨胀，热膨胀系数约为纯铜的1.3倍。
此外，铜镁合金具有良好的导热性和导电性，所以可以用来制造散热器、电器设备等等。
镁铝合金的对比
一：镁合金的重要性能1：化学物理性能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左右），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。
2：镁合金的特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：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。
3：镁合金应用目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。
(1)壳体类。
如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。
(2)支架类。
如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。
根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g，年排放量减少30%以上。
所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。
手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
镁合金的成分组织和力学性能
•
❖ 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。
•
•图2-2 镁合金的分类
•
❖ 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。
•
❖ (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
WE43镁合金的力学性能
性能的影响，对固溶处理和固溶处理后不同时间 时效后的 WE43 镁合金进行力学性能测试，研究 的力学性能指标： 屈服强度、 抗拉强度和延伸率。 表 1 是试样拉伸后所得力学性能结果，由于 2# 中的一个试样在标定线外拉断， 取消这组数据。 固溶处理后的 1# 试样抗拉强度 204.7MPa、 屈服强 度 114.3MPa， 延伸率 6.0％ ； 固溶加时效处理后的 实验合金， 其抗拉强度 、 屈服强度都有显著增加， 而延伸率只有 3％左右。 图 1 是 250℃ 时效处理对 WE43 镁合金力学 性能的影响， 在固溶后加时效 1h 左右， 该镁合金具 有最大的屈服强度和抗拉强度， 然后随时效时间增 加， 拉伸强度单调递减； 延伸率基本保持不变。 2. 2 力学性能分析 根据相图， Mg －Y 二元合金在 565℃ 时产生
物： 稳态的 Mg41Nd5 和亚稳态的 Mg12Nd。 Mg－Y－ Nd 三元合金中， 根据文献， 时效过程中析出的金属 间化合物主要有：稳态的 Mg14Nd2Y 和亚稳态的 Mg12NdY。 WE43 镁合金 530℃固溶处理 6h 后， Y、 Nd 溶
入镁基体， 形成镁基固溶体， 导致晶格发生畸变， 增加了位错运动的阻力， 由此提高镁的强度。第二 相部分溶入镁基体， 由于第二相是硬脆相， 第二相 减少使固溶处理后的 WE43 镁合金塑性好。
Gao Yijie
(HeBei Shenfeng Heavy Machine Co.,Ltd. Handan 056200)
Abstract: This paper introduces that after solid solution treatment and precipitation heat treatment to the WE43 magnesium
稀土镁合金
稀土镁合金在变速器壳体上的
应用
• 稀土镁合金在变速器壳体上的应用 • 变速器壳体：使用稀土镁合金制造变速器壳体，减轻变速器重 量 • 变速器齿轮：使用稀土镁合金制造变速器齿轮，提高变速器性 能 • 变速器轴承：使用稀土镁合金制造变速器轴承，提高变速器性 能
05 稀土镁合金在其他工业领域的应用
稀土镁合金在电子工 业中的应用
• 稀土镁合金在电子工业中的应用 • 电子产品外壳：使用稀土镁合金制造电子产品外壳，减轻产品 重量 • 电子产品散热器：使用稀土镁合金制造电子产品散热器，提高 散热性能 • 电子产品支架：使用稀土镁合金制造电子产品支架，提高产品 结构稳定性
稀土镁合金在石油化工设备中
的应用
• 稀土镁合金在石油化工设备中的应用 • 石油化工设备管道：使用稀土镁合金制造石油化工设备管道， 提高设备性能 • 石油化工设备泵体：使用稀土镁合金制造石油化工设备泵体， 减轻设备重量 • 石油化工设备换热器：使用稀土镁合金制造石油化工设备换热 器，提高设备性能
稀土镁合金的耐腐蚀性能与耐磨性能
稀土镁合金的耐腐蚀性能
• 优异的抗腐蚀性能：稀土元素的加入提高了镁合金的抗腐蚀性能 • 抗氧化性能：稀土元素的加入提高了镁合金的抗氧化性能 • 抗腐蚀疲劳性能：稀土元素的加入提高了镁合金的抗腐蚀疲劳性能
稀土镁合金的耐磨性能
• 良好的耐磨性能：稀土元素的加入提高了镁合金的耐磨性能 • 减摩性能：稀土元素的加入降低了镁合金的摩擦系数 • 抗磨损性能：稀土元素的加入提高了镁合金的抗磨损性能
稀土镁合金的力学性能与物理性能
稀土镁合金的力学性能
• 高强度：稀土元素的加入提高了镁合金的抗拉强度 • 高硬度：稀土元素的加入提高了镁合金的硬度 • 良好的韧性：稀土元素的加入提高了镁合金的抗冲击性 能
铝镁合金的对比
铝镁合金的对比一：镁合金的重要性能1：化学物理性能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左右），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。
2：镁合金的特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：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。
3：镁合金应用目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。
(1)壳体类。
如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。
(2)支架类。
如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。
根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100kg,每百公里油耗可减少0.7L左右,每节约1L燃料可减少CO2排放2.5g，年排放量减少30%以上。
所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。
手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
am60b镁合金标准
am60b镁合金标准
一、化学成分
AM60B镁合金的化学成分应符合相关标准，以保证其性能和稳定性。
其中，主要元素包括镁、铝、锌、锰等，其含量应符合标准规定。
二、力学性能
AM60B镁合金应具备一定的力学性能，以满足不同应用场景的要求。
其抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标应符合标准规定。
三、耐腐蚀性能
镁合金在某些环境中容易受到腐蚀，因此其耐腐蚀性能是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐腐蚀性能，如抗大气腐蚀、耐酸碱腐蚀等。
四、耐疲劳性能
在循环应力作用下，材料会发生疲劳破坏。
AM60B镁合金应具备一定的耐疲劳性能，以抵抗循环应力的作用。
五、耐缝隙腐蚀性
镁合金在缝隙中容易发生腐蚀，因此其耐缝隙腐蚀性也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐缝隙腐蚀性，以减少腐蚀的发生。
六、与其他材料的相容性
镁合金与其他材料接触时，可能会发生化学反应或电化学反应，导致腐蚀或损坏。
因此，AM60B镁合金应具备良好的与其他材料的相容性，以避免不利的化学或电化学反应。
七、加工性能
镁合金的加工性能也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的加工性能，如易于加工、不易变形等，以满足不同加工要求。
八、质量要求
为了保证AM60B镁合金的质量和稳定性，应采取一系列的质量控制措施，如严格的生产工艺控制、质量检验等。
同时，对于不合格的产品应及时进行返工或报废处理，以确保产品的质量和稳定性。
稀土元素对镁合金力学性能的影响
稀土元素对镁合金力学性能的影响镁及其合金作为现阶段最轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度和比刚度、高阻尼性、良好的导热性、优良的机加工性、稳定的零件尺寸、易回收等优点，在航空、航天、汽车工业、运输、电子、通讯、计算机等行业有广泛的应用。
镁合金由于力学性能不够高、耐蚀性差等不足，限制了镁合金在生产生活中的广泛应用，而当添加少量稀土后，镁合金各种性能可得到大幅提升。
稀土元素位于元素周期表的Ⅲ B族，原子的最外层电子结构相同，都是2个电子，次外层电子结构相似，倒数第3层4f轨道上的电子数从0～14各不相同；化学性能相差不大，化学性质都很活泼。
镁合金和稀土元素都是密排六方晶体结构，因此稀土元素在镁合金中都有较大的固溶度。
稀土元素中除了Sc以外，其余的16个元素都可以与Mg组成共晶相，大多数的稀土元素在Mg中的固溶度都是很大的，表1列出了稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相。
表1 稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相稀土元素对Mg合金净化和细化晶粒的影响镁元素化学性质活泼，易与O2和H2O反应形成MgO，使得镁合金中含有氧化夹杂物，降低了镁合金的质量和使用性能。
氧化夹杂物一般存在于镁合金铸件的基体或晶界上，导致合金产生疲劳裂纹，且降低了力学性能和耐腐蚀性能等。
而稀土元素的添加，不仅可以减少夹杂物的数量，还能细化晶粒，提高合金的性能。
当稀土元素Ce添加到AM50镁合金中，Ce起到净化合金的作用，减少了如Fe、Ni等杂质。
Y的添加能够减小挤压Mg-Zn-Zr合金的晶粒尺寸，晶粒尺寸从不含Y的14.2μm减小到3%（质量分数）的3.2μm，降幅高达77%。
稀土元素对Mg合金力学性能的影响01 Mg-Al-RE系Mg-Al系镁合金是目前牌号最丰富、应用最广的镁合金系列，添加到Mg-Al系镁合金的稀土元素主要有Ce、Y、Nd等。
不含稀土的Mg-Al基合金主要有α-Mg枝晶和分布于枝晶间的金属间化合物β-Mg17Al12相；而当Mg-3%Al基合金添加稀土元素后，α-Mg枝晶变细，金属间化合物β-Mg17Al12相由Al11RE3和Al2RE所替代。
镁合金的力学参数
镁合金的力学参数
镁合金是一种轻质、高强度的金属材料，常用于航空、汽车、电子等行业。
其力学参数是指在外力作用下，材料所表现出来的各种物理性质，包括弹性模量、屈服强度、延伸率等。
首先，镁合金的弹性模量相对较低，一般在45-55 GPa之间。
这意味着，在受到外力作用时，镁合金的变形程度比其他金属材料更大，因此容易发生塑性变形。
但是，镁合金的密度很低，只有其他常见金属材料的两三分之一，因此在同等质量下，镁合金的强度相对较高。
其次，镁合金的屈服强度一般在100-300 MPa之间，这也是由于其较低的弹性模量导致的。
但是，镁合金的延伸率比较高，一般在15-30%之间，这意味着在受到外力作用时，镁合金能
够比较容易地发生塑性变形，并且能够承受一定程度的变形而不破裂。
此外，镁合金还具有良好的耐腐蚀性能和较高的热导率。
这些性能使得镁合金在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
但是，由于其塑性变形易发生，因此在使用过程中需要注意避免过度载荷和过度变形。
总之，镁合金的力学参数与其他金属材料有所不同，需要根据具体使用场景进行选择和应用。
在使用过程中需要注意避免过度载荷和过度变形，以保证其性能和使用寿命。
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引伸计在金属拉力中的作用
如果需要做σ0.2，就需要引伸计。
一般结构钢机械性能试验不用引伸计。
引伸计一般用于屈服强度台阶不明显的材料。
不要引伸计的拉伸曲线，是把标距以外的变形等干扰都包含进曲线了。
试验的可靠性或称准确性值得商榷。
用引伸计才是最准确的。
引申计的量程小，一般用在屈服和屈服之前使用，如在屈服后继续使用，会损坏引申计，引申计用来测量弹性模量，如用一般的差动编码器测量，计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级，由标距造成的，引伸计在测量中精度高，但是量程小，所以一般试验机进行拉伸压缩试验都不用引伸计，除非测量弹性模量和要求很高的精度时，而一般试验，一般的差动编码器测位移精度足够,引申计是用来测量变形部分延伸率的，如果不用引伸计就不能得到应力-应变曲线，因为此时得到的应变把拉伸机齿轮空转及位移和非测试部分的位移都算上了。
但是不用引伸计还是可以得到抗拉强度的，另外对于有屈服平台的材料也能得到屈服强度，但是对于没有屈服平台就是连续屈服的材料就没办法得到屈服强度了。
关于引伸计除了通产所见的机械引伸计外目前比较流行的是激光引伸计，测试时有激光打在样品上作为测量位移的标定。
应力-应变曲线
•标题：时效处理对变形镁合金延伸率的影响
•作者：姜婷郭学锋马光杨文朋来源期刊：《钛工业进展》2008年第6期格式：PDF 页数：3页
•摘要：对ZK60镁合金进行不同工艺的时效处理，分析时效工艺对组织和硬度的影响，同时研究了时效前后的延伸率变化。
结果表明：时效处理后，随时效时间的延长和温度的升高，合金组织出现晶粒长大，强化相的扩散，溶解；在120℃，12h处理后，硬度提高43．44％，延伸率达到2 4．87％。
弹性模量
弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。
弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。
它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。
第二相强化
复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相得存在。
当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。
这种强化作用称为第二相强化。
第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提
高了合金的变形抗力。
对于位错的运动来说，合金所含的第二相有以下两种情况：
1、不可变形微粒的强化作用。
2、可变形微粒的强化作用。
弥散强化和沉淀强化均属于第二相强化的特殊情形。