镁合金及其应用前景
材料科学与化学工程学院
《材料科学与工程学科导论》
镁合金及其应用前景
学号：S314100031
专业：材料科学与工程
学生姓名：王孝东
任课教师：巫瑞智教授
2015年4月
镁合金及其应用前景
材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。近 40 年来，科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。
但同时随着人类文明的快速进步，金属材料的消耗与日俱增，某些金属矿产资源趋于枯竭。据某些文献报道，有些金属（如铜、铅、锌）矿藏的开采只能维持几十年。有些金属（如铝、铁）也只能维持100-300年。镁是地球上储量最丰富的元素之一，陆地上有白云石，湖泊有盐湖，海洋里也存在大量的镁，可谓取之不尽，用之不竭。而我国的镁工业现在有以下几个优势，第一是镁资源大国，储量居世界首位；第二是镁生产大国，产量占全球的2/3；第三是出口大国，近年的出口量约占产量的80％-85％。但我国并非镁工业强国，镁工业还处于起步阶段，原镁生产规模小而散，技术与比较落后，品质不够稳定，出口产品绝大多数是廉价的初级原料。
随着各行业特别是航空航天对量轻、性能优异材料的大量需求，镁合金作为其中的一类主要代表，将会得到越来越多的重视。
一．镁
镁在地壳中储量及其丰富，其储量为2.77％，在地壳表层储量居第六位。已知的镁矿石多达60余种，其中有工业价值的有菱镁矿、白云石、光卤石等。然而，最主要的资源还是海水。海水中含有丰富的镁，含量为0.13％，也就是说每立方米海水中含有镁1.3Kg，因而海水为人们提供了取之不尽的镁资源。
在大气压下纯镁的晶体结构是密排六方形。室温时镁的密度为1.738g/cm3，在熔化温度（650℃）固态金属镁的密度为1.65g/cm3，液态金属镁的密度为
1.58g/cm3。
镁冶金同其它金属冶炼相比是一个比较新的工业门类。它的发展大体经历了金属还原镁的化合物、熔盐电解和热还原三个阶段。
镁的化合物是17世纪末发现的。1695年美国的物理学家葛留在埃蒲荪的矿泉中发现硫酸镁，后来又发现碳酸镁。1755年英国人布拉克正式确定镁元素的存在，1808年英国化学家戴维电解汞和MgO的混合物，通过加热驱走了汞，分离出单体镁。1828年法国科学家布赛等人开始尝试用钾蒸汽还原氧化镁和还原
氯化镁制取金属镁的方法。由于钠和钾还原镁的化合物的方法很不经济，后来很快就被点解法所代替。1830年法拉第第一次用电化学的方法电解熔融氯化镁获得了金属镁。电解熔融氯化物制取金属镁的方法在19世纪末已出具规模金属镁成了工业金属。直到目前为止，点解法仍然是生产金属镁主要工艺方法之一。
我国镁工业起步较晚，1957年抚顺铝厂镁分厂投产，采用菱镁矿氯化制取的MgCl为原料，电解生产金属镁。以后又进行了热法练镁实验研究。近年来，硅热法练镁有了较快发展。
镁冶金的现代方法主要分为两种：一是电解法；二是硅热法。
电解法练镁可分为电解熔融氯化镁和点解溶于熔盐中的氯化镁。主要有道乌法、阿码克斯法、诺斯克法和氧化镁氯化法。
硅热还原法又分为皮江法、波尔扎诺法和码格尼特法三种。我国目前大都采用皮江法。其原料为白云石，还原剂为硅铁，矿化剂为萤石。将原料粉碎至200目左右，制成球团，装入还原罐，在1200℃的高温和小于13.3Pa的真空下热还原制得结晶镁，经精炼后制成镁锭，也成为外热法。
纯镁的力学性能低，不能直接作为结构材料使用。在工业上，纯镁除了少部分用于化学工业、仪表制造及军事工业外，主要用于制造镁合金以及生产铝合金的添加元素。镁合金质量轻，密度仅为1.8g/cm3左右，比铝合金轻36％，比锌合金轻73％，比钢轻77％，是目前工程应用中质量最轻的金属材料。镁合金具有极好的切削加工性能，且具有比强度和比刚度高、导热性好、屏蔽电磁干扰能力强及减振、降噪性能好、回收再生性良好等一系列优点。
二．镁合金
镁合金因其自身的诸多优点，受到了越来越多的关注。全球范围掀起的镁合金的开发应用热潮始于20世纪90年代。镁由于性能独特，正成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”，世界镁产量以15％-25％的幅度增长。
镁合金具有优异的性能（低密度、比刚度和比强度高）因而广泛应用在航空、航天、交通工具、3C产品、纺织和印刷行业等。镁合金零部件运动惯性低，应用到高速运动零部件上时效果尤为明显。另外，由于镁合金密度低，适合应用到需要运动和搬运的零部件上，同时制备同一零件时壁厚可以增大，从而满足零件
对刚度的需求，简化了常规零件增加刚度的复杂结构制造工艺。
质量轻是结构应用领域选择镁合金的最主要因素之一，但镁合金的一些其他特性在不同的应用领域也显得特别中要。例如，镁合金的中温性能使得它能够在飞机和导弹上替代工程塑料和树脂基复合材料；其高减震性能使其能够在飞机和导弹的电子仓结构上获得应用；其对X射线和低中子的低透射阻力使得镁合金特别适合应用于X射线机框和核燃料盒等。今年来，随着资源的不断枯竭以及环保和安全所需，镁合金在汽车、电子产品等方面的开发应用收到了全世界极大的关注。
2.1镁合金的分类及其热处理
镁合金的分类有三种方式：化学成分、成型工艺和是否含锆。根据化学成分，以五个主要合金元素Mn、Al、Zn和稀土为基础，组成基本的合金系：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。按有无Zr，可分为Zr合金和不含Zr合金。根据加工工艺划分，可分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。
镁合金常用的热处理有：T4-固溶处理，T5-人工时效，T6-固溶处理后人工时效。
2.2镁合金中主要合金元素
镁合金的主要合金元素有Al、Zn、Mn等，有害元素有Fe、Ni、Cu等。
（1）铝在固态镁中具有较大的固溶度，其极限固溶度为12.7％，而且随温度的降低显著减少，在室温时固溶度为2.0％左右。铝可以改
善压铸造件的可铸造性，提高铸件强度。但是，Mg
17Al
12
在晶界上析
出会降低其抗蠕变性能。铝含量越高，耐蚀性越好。但是，应力腐
蚀敏感性会随着铝的增加而增加。
（2）锌在镁合金中的固溶度约为6.2％，其固溶度随温度的降低而显著减少。锌可以提高铸件的抗蠕变性能。锌能提高应力腐蚀的敏感
性，明显的提高镁合金的疲劳极限。
（3）锰在镁中的溶解度大约是3.4％.在镁中加入锰对合金的力学性能影响不大，但降低塑性，在镁合金中加入1％-2.5％锰的主要目
的是提高合金的抗应力腐蚀倾向，从而提高耐蚀性和改善合金的焊
接性能。
（4）硅可改善压铸件的热稳定性能与抗蠕变性能。（5）锆Zr是高熔点金属，有较强的固溶强化作用。
（6）钙可细化组织，Ca与Mg行成具有六方MgZn
2型结构的高熔点Mg
2
Ca
相，使蠕变抗力有所提高并进一步降低成本。但其含量超过1％时，
容易产生热裂倾向。
（7）稀土元素显著提高镁合金的耐热性，细化晶粒，减少显微疏松和热裂倾向，改善铸造性能和焊接性能一般无应力腐蚀倾向，其耐蚀
性能优异。
Fe、Ni、Cu、Co四种元素在镁合金中的固溶度很小，在其浓度小于0.2％就对镁产生非常有害的影响，加速镁的腐蚀。因此在镁合金中应严格控制它们的含量。
三．镁合金应用前景举例
3.1．镁合金在汽车工业上的应用
镁合金用作汽车零部件通常具有以下的优点：
1.提高燃油经济性综合标准，降低废弃排放和燃油成本，据推测，汽车所用燃
料的60％消耗于汽车自重，汽车每减重10％，耗油将减少8％-10％；
2.质量减轻可以增加车辆的装载能力和有效载荷，同时还可以改善刹车和加速
性能；
3.可以极大改善车辆的噪声、震动现象。
此外，镁合金具有优异的变形及能量吸收能力，大大提高汽车的安全性能；
镁合金铸件具有一次成型优势，可以将原来多种部件组合一次成型，提高生产效率。
3.2．镁合金在航空工业上的应用
就航空材料而言，结构减和结构承载与功能一体化是飞机机体结构材料发展的重要方向。镁合金由于其低密度，高比强度的特性使其很早就在航空工业上得到应用。
航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同的质量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100倍。而战机的燃油费用节
省又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能的改善可以极大提高其战斗力和生存力。
镁合金已经在国防、军事及国民经济战线中发挥了巨大的作用，随着原镁生产方法的不断改进和加工成本的不断降低，以及由于其他资源的日渐枯竭，镁合金产品的开发会越来越深入，在各行各业中的应用也将越来越广泛。而且由于我国是钢铁需求大国，需要从国外进口大量的铁矿石，这对我国的发展会产生特别不利因素，发展镁合金，也能很好的改变这一现状。
镁合金的发展及应用
1 / 8 镁合金的发展及应用 摘要：综述镁合金的特点及其在交通、航空航天、兵器方面的应用情况，并结合兵器零件的使用特点和性能要求，分析了镁合金在兵器装备中的应用前景， 展望 关键词：镁合金，特点，发展，应用 1 引言 镁合金的密度很小，是钢的四分之一、铝的三分之二，但镁合金的比强度却大于钢和铝，是最轻的金属结构材料。因此，镁合金在电子产品、汽车、航空航天等需要高比强度金属材料的领域具备广阔的发展前景。但是镁合金的化学活性高，在有机酸、无机酸和含盐的溶液中均会被腐蚀，且腐蚀速率较高，使得镁合金的应用受到了很大的限制。 镁合金是重要的有色轻金属材料，具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏 蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，广泛应用于航空航天、 2 镁合金的特点 （1）重量轻:镁合金的比强度要高于铝合金和钢/铁、但略低于比强度最高的纤维增强塑料；其比刚度与铝合金和钢/铁相当，但却远远高于纤维增强塑料。比强度(强度/密度之比值)、比耐力(耐力/密度之比值)则比铝、铁都要高。在实用金属结构材料中其比重最小(密度为铝的2/3，钢的1/4)。这一特性对于现代社会的手提类产品减轻重量、车辆减少能耗以及兵器装备的轻量化具有非常重要的意义。 （2）高的阻尼和吸震、减震性能:镁合金具有极好的吸收能量的能力，可吸收震动和噪音，保证设备能安静工作。镁合金的阻尼性比铝合金大数十倍，减震效果很显著，采用镁合金取代铝合金制作计算机硬盘的底座，可以大幅度减轻重量(约降低70%)，大大增加硬盘的稳定性，非常有利于计算机的硬盘向高速、大容量的方向发展。 （3）良好的抗冲击和抗压缩能力:其抗冲击能力是塑料的20倍；当镁合金
压铸行业前景展望
中国压铸行业未来展望 摘要：2007年．中国压铸件产量约达119万吨，比上年增长16％；中国市场压铸机销量首次突破4 500台，同比增长15％。受锌、铝合金价格波动的影响．近两年冷室机销量增长速度快于热室机。中国压铸行业市场参与者增多、实力迅速增强。2007年压铸企业超过5000家．力劲集团继续独占鳌头并获海外大订单，而外资品牌继续占据细分市场。本文预测汽车轻量化继续带动压铸机市场发展．而锌铝合金压铸机冷热格局可能在中短期内逆转，而镁合金压铸市场前景广阔，2010年中国镁合金压铸机数量将可达1447台、镁压铸件的生产量会升至全球的39．5％，中国在全球镁合铸压工业中将占据举足轻重的地位。中国压铸机出口市场有望形成向上拐点。 关键词：压铸机；镁合金；发展态势；前景 China's casting industry future prospects Abstract:2007. Chinese die casting yield of 119 million tons, about 16% increase from the previous year, China's market for 4 casting sales, increasing by 15% over 500. By zinc alloy, the influence of price fluctuation in cold room machine. To increase sales faster than hot room. Chinese die casting industry market participants are increasing rapidly increase, strength. In 2007, die-casting enterprise more than 5000. Force strength group to topping overseas large orders and foreign brands, and continue to occupy the market segment. This car lightweight continue to predict the market development and zinc casting alloy die casting machines. Cold pattern in the near future, in May and magnesium alloy die-casting wide prospect of market by 2010, China will be of magnesium alloy die-casting machine number 7, mg castings production will rise in the global market, China's global magnesium and casting industry will occupy the important position. China's export market is expected to form up casting inflection point. Keywords:Die casting machines, Magnesium alloys, Development trend, prospect 压铸(压力铸造)是一种生产效率最高、尺寸精度高、表面粗糙度低、适合大规模生产的一种铸造方法。由于高压作用使产品的品质和力学性能好，因此压铸工艺广泛应用于汽车摩托车、3C(电脑、通讯和消费电子)、建筑五金、电动工具、机械、航空、造船、仪表、玩具等多个行业。中国的压铸机市场是一个快速发展的新兴市场，随着终端应用行业的发展而快速发展。中国的压铸机市场自2000年开始快速启动以来，即使期间经历了几年的宏观调控、有色金属及钢铁价格的持续上涨，但是压铸机销最仍然连续保持双位数的增长，2008年中国市场压铸机销量同比增长超过了16％。2009年锌合金价格虽较2008年有所回落。但铝合金价格和钢铁价格却持续攀升。随着2008年以来的通货膨胀、新一轮宏观调控的逐步深入和国内固定资产投资增速放缓，以及国外压铸机品牌纷纷抢滩中国市场，中国的压铸机市场呈现出怎样的态势和特点，未来将呈现出怎样的竞争格局?本文将对这些问题做一些粗浅探讨。
镁合金成份分析与市场应用
镁合金环球镁/林来康 一.镁合金的发展 镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，但与铝合金相比，镁合金的研究和发展目前还很不是很成熟，所以镁合金的应用也还很有限。目前，镁合金的产量只有铝合金的1％。镁合金作为结构应用的最大用途是铸件，其中90％以上是压铸件。 限制镁合金广泛应用的主要问题是：由于镁元素极为活泼，镁合金在熔炼和加工过程中极容易受外界环境因素的干扰而影响到生产品质，因此，镁合金的生产难度比较大；在镁合金的生产技术还不是很成熟和完善下，镁合金成形技术与后续制程仍然有待进一步推广与发展。 镁合金的耐酸的腐蚀性比较较差；而现有工业镁合金的高温强度、蠕变性能较低，也限制了镁合金在高温场合的应用；尤其是镁合金的常温力学性能，特别是塑韧性与延展性是还有待进一步提高；所以镁合金的合金系列相对很少，而变形镁合金的研究开发也是严重滞后，不能广泛的适应不同商业的应用场合要求。 我国具有丰富的镁资源，原镁产能、产量和出口均居世界首位。在镁和镁合金的研究和应用领域，我国与欧美等发达国家之间的差距还相当大'一方面，我国的原镁质量差，镁合金锭的质量也不尽如人意，出口缺乏竞争力，作为结构材料应用。 镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az）、Mg-Al -Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（As）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n（ZK）、Mg-Zn-RE系（ｚＥ）等合金。 ASTM标准 常用铸造镁合金的牌号及性能
二．常见的镁合金压铸用系列： 目前常用的镁铝合金有4个系列：AZ(Mg-Al-Zn-Mn)，AM(Mg -Al -Mn)，AS(Mg–Al-Si)，AE(Mg-Al-RE)，其中AE 系列镁合金蠕变强度高。AZ 系和AM 系镁合金是目前应用最广泛的商业化Mg-Al 基铸造镁合金。 以下适应压铸或铸造用的镁合金 镁合金的化学成份（ % ）按国标准GB/T19078-2003 应用户需要可加入百万分之 5 到 15 的铍。 镁合金的机械性能： 主要用途：适应用户的要求提供具有各种化学成份和机械性能的压铸或铸造用的镁合金 三.镁合金的新进展 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。
镁合金的四大主要应用领域
镁合金的四大主要应用领域 日前介绍了镁合金目前的主要应用领域,主要分四个方面: (1)交通工具上的应用 随着世界能源危机、资源危机与环境污染问题的日趋严重，节能和轻量化已成为汽车工业的重要问题。采用镁合金制造摩托车发动机、轮毂、减速器、后扶手及减震系统等部件，不仅能减轻整车质量、提高整车的加速和制动性能，还能降低行使震动、排污量、噪声及油耗，可提高驾乘舒适度。重庆镁业科技股份有限公司目前已研制出10余种摩托车镁合金压铸件和挤压铸造镁合金轮毂，并组装了镁合金用量为14kg的隆鑫LX150摩托车，开创了我国摩托车大量采用镁合金的先例。重庆镁业和重庆博奥镁业现已形成镁合金摩托车压铸件300万件、镁合金型材1000吨及镁合金1500吨的年生产能力。目前我国已有300多万辆摩托车应用了镁合金，可节省油耗数亿元以上。我国是摩托车生产大国，目前年产量达2500多万辆，连续14年居全球首位，若平均每辆镁合金用量按5kg计算，摩托车工业每年需镁合金约12万多吨。 目前，我国的自行车厂商已将大量镁合金零部件运用于自行车赛车、登山车甚至折叠车等高级车种。首钢远东、重庆镁业、中华自行车、上海交大、南京华宏等国内企业和研究院所都纷纷推出了镁合金自行车样车，其中首钢远东镁合金车型实现了上市销售，重庆镁业的镁合金自行车实现了产品系列化。 (2)电子工业中的应用 镁合金所具有的优异的薄壁铸造性能及良好的比强度、刚度和抗撞能力，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽、散热和环保要求。因此，当前在3C产品如手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、PDA等行业，也已经掀起了镁合金外壳及零部件研发与应用热潮。国内已经建立起了一批专门生产3C产品专用镁合金部件的企业，如青岛金谷镁业公司、长春华禹镁业公司和富士康公司等。
镁合金压铸技术的发展及其应用
镁合金压铸技术的最新发展及其应用 镁合金是最轻的工程金属材料之一，具有很好的比强度、比刚度等性能，特别适合制造要求重量轻、强度高、减震降噪的工程结构部件和要求一定强度的壳类零件。镁合金低熔点、低比热及充型速度快等优点极其适合於用现代压铸技术进行成形加工。现代科技和相关产业技术的发展，使镁合金的应用範围迅速扩展，特别是在汽车工业和电子信息产业中获得大量应用。 本文主要介绍镁合金压铸技术研究、开发、应用的发展状况，希望藉此促进中国镁压铸技术的发展及其在各个领域、尤其是汽车工业中的推广应用。 概述 长期以来，镁的80%用於铝合金的添加元素或冶金行业脱氧等、13%用於铸造合金、3%用作变形制品。随着科技进步及对镁可贵性的认识，其产品广泛用於航空、航天、汽车配件、电子及通讯等领域。 汽车行业采用镁合金量的急剧增加是拉动镁合金全球用量增加的重要因素，生产商在汽车上应用镁合金零部件不仅是为了减轻重量，更是藉此来不断提高汽车的性价比，从而加强其在竞争日益激烈的汽车巿场上的竞争优势。预计1996~2008年全球用於汽车零部件的镁量平均每年递增15%以上，其中，北美增长速度为30%，欧洲则超过60%。 欧、美、日等发达国家的汽车制造公司在政府的协调下与科研院所密切合作，投入大量人力物力，实施多项大型研究发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件。这些研究开发计划促进了镁合金在汽车上的应用发展。 电子信息产业由於数字化的发展，巿场对电子及通讯产品高度集成化、轻薄化及可回收的要求愈来愈高。以前作为主要材料的工程塑料已经无法满足要求，因此人们把目光投向了镁合金。例如，镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件壁厚可达0.8mm-1.5mm，并保持一定的强度、刚度和抗冲击性能。因此，在薄壁、轻薄、抗冲击、电磁屏蔽、散热及环保等方面的要求之下，镁合金成了制造商的最佳选择。近年来，电子信息产业的镁合金消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量的另一重要因素。
镁合金的应用
镁合金： 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（1.8g/cm3镁合金左右），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。 发展： 得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升，镁合金行业令市场看好。其中，汽车行业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。 2015年，国内汽车用镁合金将达到68kg/辆，而同期我国汽车销量将突破2800万辆，乘用车销量将达到1960万辆，自主品牌汽车企业通过产业兼并、技术研发和市场渠道开拓等因素作用，销量将突破1000万辆。 与此同时，镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长，预计2015年，全球镁合金市场为600万吨，年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)。
此外，作为有色金属合金行业的子行业，镁合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业，原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展，市场较为看好。 基本简介： 特性 密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好、耐蚀性能差、易于氧化燃烧、耐热性差。 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。 产品特点： 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
镁合金的分类及特点
镁合金的分类及特点 1.2.1镁合金的分类 镁合金是以金属镁为基体，通过添加一些其它的元素而形成的合金，镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等[10]，一般说来镁合金的分类依据有以下三种：合金化学成分、成形工艺和是否含锆。 镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中，为了分析方便，简化和突出合金中主合金元素的作用，可以把镁合金分为Mg-Mn、Mg-Al、Mg-RE、Mg-Th、Mg-Li 和Mg-Ag 等合金系列[11]。按合金中是否含锆，镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为：Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有：Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金，又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中，对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金，由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物，并沉入坩埚底部，无法起到细化晶粒的作用[12]。 按成形工艺镁合金可分为两大类，即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金[11]。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前，铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛，但与铸造工艺相比，镁合金热变形后合金的组织得到细化，铸造缺陷消除，产品的综合机械性能大大提高，比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能[13]。因此，变形镁合金具有更大的应用前景。 1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果，其合金的元素可以分为三类[14,15]： 1)既提高强度又提高韧性的合金元素，按作用效果顺序为： 强度标准：Al、Cn、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th；韧性标准：Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu； 2)强化能力较低，提高韧性的元素：Cd，Ti和Li； 3)强化效果较好，但使韧性降低的元素：Sn、Pb、Bi和Sb。 1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状 1.3.1 Mg-Zn系合金 纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用，因为该合金的铸造性差，合金组织粗大，容易出现偏析和热裂等铸造缺陷，对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点，就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素，达到细化晶粒，使组织均匀化，减少合金显微疏松[1,16,17]。在Mg-Zn 合金中加入Cu元素，会使合金的韧性和时效硬化明显增加，这是因为Cu元素能提高Mg-Zn 合金的共晶温度，因而可在较高的温度固溶，使更多的Zn、Cu溶于合金中，增加了合金随后的时效强化效果[16]。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素，在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金，一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用，具有较高的抗拉强度和屈服强度[18]。然而，这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感，焊
镁合金材料应用简介
镁合金材料应用简介 庄顺英 zsy@https://www.360docs.net/doc/b98961833.html, 摘要:：以下是转载，主要介绍镁合金材料的特性、种类、成型条件和处理工艺。关键词: 如：性能，特点，压铸设备，成型技术等
镁合金材料一直是作为机械零件来应用的，近年来，由于3C产品的轻薄化，使得镁合金产品在3C领域有着较为广泛的应用。 这种金属材料的特点，决定了它的加工方式与注塑产品有很大的不同，所以在这里对镁合金材料做个简单的介绍，主要包括镁合金材料简介、镁合金压铸设备简介、镁合金压铸模具简介和典型零件工艺流程简介，给大家在设计镁合金产品时做一个参考。 一、镁及镁合金材料简介 1、物理化学性能 镁为银白色金属，原子序数为12，原子量为24，是目前实际应用中重量最轻的结构金属。 镁的密度1.74 g/cm3，熔点650℃，沸点1107℃，比热1.03KJ/(kg* K)，线胀 系数26×10-6/ K，弹性模量45GPa（在常用金属中是最低的）。 气氧化，生成一层很薄的氧化膜，但这种薄膜不致密，疏松多孔，而且脆性较大，远不如铝合金氧化膜坚实，所以镁的耐蚀性很差。 镁属于活泼金属，化学活性很强，与其他金属接触时会产生电化学腐蚀，即使皮膜处理后，也不能完全防止腐蚀。 2、机械性能及合金化 纯镁的机械性能较低，屈服强度σs=90MPa,抗拉强度σb=200MPa,延伸率：δ=11.5%,断面收缩率ψ=12.5%，一般不能直接用做结构材料。 因此，人们根据不同的使用要求，在镁中加入铝、锌、锰、硅、锆、铈等合金元素，创造出多种不同性能的镁合金。 铝的合金化可以改善机械强度，提高铸造性能，同时赋于材料热处理强化效果，但随着铝含量的增加，材料的延展性和断裂强度逐渐下降。 锌的合金化能改善机械强度，在含量适当时，能改善合金的塑性，但锌对铸造性能有不利的影响，增加形成疏松和热裂纹的倾向。 锰的合金化对提高耐腐蚀性能也十分有利，因为Mn可与合金中的Fe形成化合物作为熔渣被排除，消除Fe对镁合金耐蚀性的有害影响。 硅和其它稀有元素的镁合金，能促使形成细小的微粒分布在晶粒的周围，改善镁合金的高温蠕变性能，当然，这些合金在室温下也具有良好的机械性能。 合金化的个作用：第一，提高镁的机械性能；第二，降低液相温度，增加流动性，改善镁合金的铸造性能，减小收缩倾向；第三，针对镁合金在150℃以上，强度显著下降的特点，增强镁合金的高温抗蠕变性能。
镁合金压铸技术的几个主要问题
镁合金压铸技术的几个主要问题及其使用前景 1前言 镁合金材料1808年面世, 1886年始用于工业生产。镁合金压铸技术从1916年成功地将镁合金用于压铸件算起，至今也经历了八十余年的发展。人类在认识和驾驭镁合金及其制品的生产技术方面，经历了漫长的探索历程。从1927年推出高强度MgAl9Zn1开始，镁合金的工业使用获得了实质性的进展。1936年德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零件，1946年单车使用镁合金量达18kg左右。美国在1948～1962年间用热室压铸机生产的汽车用镁合金压铸件达数百万件。尽管如此，过去镁合金作为结构材料主要用于航空领域，在其它领域，世界上镁的主要用途是生产铝合金，其次用于钢的脱硫和球墨铸铁生产。 近年来, 由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不断改善及压铸技术的显著进步，压铸镁合金的用量显著增长。特别是人类对汽车提出了进一步减轻重量、降低燃耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求, 镁合金压铸技术正飞速发展。此外，镁合金压铸件已逐步扩大到其他领域，如手提电脑外壳，手提电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以及一些家用电器具等。 镁主要由含镁矿石提炼。我国辽宁省大石桥市一带的菱镁矿储量占世界储量的60%以上，矿石品位高达40%以上。我国生产的镁砂和镁砂制品大量用于出口。充分利用我国丰富的镁砂资源进行深度开发，结合我国汽车、计算机、通讯、航天、电子等新兴产业的发展，促进镁合金压铸件的生产和使用，是摆在我国铸造工作者面前的一项任务。 2、压铸镁合金的研究 镁合金的密度小于2g/cm3，是目前最轻的金属结构材料，其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；其比刚度和铝合金和钢相当，远高于纤维增强塑料；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金Ａ380；其减振性、磁屏蔽性远优于铝合金[1]；鉴于镁合金的动力学粘度低，相同流体状态(雷诺指数相等)下的充型速度远大于铝合金，加之镁合金熔点、比热容和相变潜热均比铝合金低，故其熔化耗能少，凝固速度快，镁合
镁合金的发展
镁及镁合金发展回顾 1808年在实验室制得纯镁，1886年镁合金在德国开始工业化生产，1930年德国首次在汽车上运用镁合金73.8Kg，1935年苏联首次将镁合金用于飞机生产，1936年德国大众用压铸镁合金生产"甲克虫"汽车发动机传动系统零部件，1946年达到单车镁合金用量18Kg，1938年英国伯明翰首次将镁合金运用到摩托车变速箱壳。20世纪40年代皮江炼镁法发明，由于工艺简单，生产成本大幅降低，使全世界的原镁产量大幅增加，但能源消耗大，污染环境严重。此前所用的电解法炼镁，虽然洁净，但生产成本较高。 金属镁生产情况 20世纪90年代初开始，世界对镁的需求量大幅度增加，原镁的产量和消费量随之迅速增长，进入21世纪全球原镁生产能力已超过60万吨，国际上镁产业的布局情况是，原镁生产以中国、加拿大、澳大利亚、独联体国家为主，其中以中国和加拿大的原镁生产能力增长幅度较大。据统计，2002年世界原镁产量为：中国27万吨，加拿大11.7万吨，美国4.5万吨，挪威4.2万吨，俄罗斯4万吨，以色列2.75万吨，法国1.7万吨，乌克兰1.5万吨，巴西1.2万吨，哈萨克斯坦1万吨，塞尔维亚0.5万吨，印度900吨。 当前，西方发达国家已基本不进行对环境影响较大的原镁生产，而进行具有优良特性的镁合金的研究与开发。我国原镁产量约占全球总产量的70%，是世界上第一大原镁生产国和出口国。2003年我国原镁产
量、出口量分别为35.4和29.8万吨,分别较上年的26.8、20.9万吨增长32.1%和42.6%。下表列出2000-2003年原镁产量的基本情况。 表1 2000－2003年我国及全球原镁产量 金属镁主要用于：作铝基合金的重要添加元素，这部分用量约占镁的总消耗量的43%左右；用于镁合金制造各种零部件的用量已达到镁消耗量的35%左右；镁用于炼钢脱硫约占13%；此外镁还用于阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等。世界镁的消费区域主要集中在北美和欧洲地区，其消费量约占全球总消费量的3/4。 镁合金概述 镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，但与铝合金相比，镁合金的研究和发展还很不充分，镁合金的应用也还很有限。目前，镁合金的产量只有铝合金的1％。 1、镁合金性能 （1）重量轻。镁合金是最轻的工程结构材料，镁的密度1.74，约为钢的1/4，铝的2/3，相比，为工程塑料的1.5倍。
镁合金压铸技术的几个主要问题及其应用前景
镁合金压铸技术的几个主要问题及其应用前景 1前言 镁合金材料1808年面世, 1886年始用于工业生产。镁合金压铸技术从1916年成功地将镁合金用于压铸件算起，至今也经历了八十余年的发展。人类在认识和驾驭镁合金及其制品的生产技术方面，经历了漫长的探索历程。从1927年推出高强度MgAl9Zn1开始，镁合金的工业应用获得了实质性的进展。1936年德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零件，1946年单车使用镁合金量达18kg左右。美国在1948～1962年间用热室压铸机生产的汽车用镁合金压铸件达数百万件。尽管如此，过去镁合金作为结构材料主要用于航空领域，在其它领域，世界上镁的主要用途是生产铝合金，其次用于钢的脱硫和球墨铸铁生产。 近年来, 由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不断改善及压铸技术的显著进步，压铸镁合金的用量显著增长。特别是人类对汽车提出了进一步减轻重量、降低燃耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求, 镁合金压铸技术正飞速发展。此外，镁合金压铸件已逐步扩大到其他领域，如手提电脑外壳，手提电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以及一些家用电器具等。 镁主要由含镁矿石提炼。我国辽宁省大石桥市一带的菱镁矿储量占世界储量的60%以上，矿石品位高达40%以上。我国生产的镁砂和镁砂制品大量用于出口。充分利用我国丰富的镁砂资源进行深度开发，结合我国汽车、计算机、通讯、航天、电子等新兴产业的发展，促进镁合金压铸件的生产和应用，是摆在我国铸造工作者面前的一项任务。 2 压铸镁合金的研究 镁合金的密度小于2g/cm3，是目前最轻的金属结构材料，其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；其比刚度与铝合金和钢相当，远高于纤维增强塑料；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金Ａ380；其减振性、磁屏蔽性远优于铝合金；鉴于镁合金的动力学粘度低，相同流体状态(雷诺指数相等)下的充型速度远大于铝合金，加之镁合金熔点、比热容和相变潜热均比铝合金低，故其熔化耗能少，凝固速度快，镁合金实际压铸周期可比铝合金短50%。此外，镁合金与铁的亲和力小，固溶铁的能力低，因而不容易粘连模具表面，其所用模具寿命比铝合金高2～3倍。 常用的压铸镁合金大多是美国牌号AZ91，AM60，AM50，AM20，AS41和AE42，分别属于Mg-Al-Zn，Mg-Al-Mn，Mg-Al-Si和Mg-Al-RE四大系列。对与压铸镁合金，目前主要有以下几个方面的研究： (1) 高温使用性能：目前AZ及AM两个系列的镁合金压铸件占汽车用镁合金压铸件的90%，这两个系列的镁合金在150℃以上强度均明显下降。现已开发出150℃以上抗蠕变能力的AS系列压铸镁合金，如AS41A 合金(Mg43%Al1%Si0.35%Mn)，其175℃蠕变强度优于AZ91D和AM60B，且有较高伸长率、屈服强度和抗拉强度。大众公司Beetle发动机曲轴箱以前一直采用AS41和AS42，最近采用的一种改进的合金AE42在高温下的蠕变性能则更好些。某些微量元素如稀土元素Y、Nd、Sr等，对压铸镁合金具有明显的晶粒细化作用，可提高压铸镁合金的强度和抗蠕变能力，如最近研制的AE42的抗蠕变能力优于传统MgAlSi合金，可在200～250℃长期使用。但AS和AE合金对高温性能的改善仍是有限的，其铸造性能比AZ和AE合金要差，加之稀土元素成本高，使生产和应用受到一定限制。 (2) 延展性：目前，镁压铸件在需要安全及高断裂韧性的用途上增长非常迅速。在工作情况下要提高吸收能量的能力，就应提高材料的断裂韧性。通过在合金中减少铝，可以做到这点。AM60和AM50在仪表板托架、转向盘转轴及座椅等安全部件上得到广泛应用，AM20目前还应用到座椅的后背框架。另外，断裂延伸率与温度关系也是相当密切的，尤其是在约50℃以上时，随温度的增加而增加。 (3) 镁合金的耐蚀性：耐蚀性也曾是镁合金扩大应用的一大障碍。镁的化学活性高，以镁为基的合金和复合材料易发生微电池腐蚀，一般低纯度压铸镁合金的耐蚀性差。严格规定了Fe，Ni，Cu等杂质元素的高
镁合金的优缺点与应用
镁合金的优缺点及应用 镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。镁合金质量轻，其密度只有1.7 kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。 、镁合金的优点 1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。 2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5倍，因此, 很适合应于受冲击的零件一车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。 3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良好
的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40% ~ 50% ,且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。 4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具工具消耗低。而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。 5、资源丰富。中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及 下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪90 年代以来，随着改革开放和市场经济的不断深入发展，中国镁工业也有了突飞猛进的发展。2000年全国镁产量约为200 kt ,几乎占世界镁产量的40%,位居全球第一。2005年，原镁产量达到354 kt, 原镁产能接近600 kt ,比2004年净增100kt,同比增长32.1%,占全球镁产量的2/3 ,成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。 二、镁合金的缺点 1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力，其在高温下甚至还处于固态的情况下，就很容易与空气中的氧气发生反应，放出大量热，且生成的氧化镁导热性能不好，热量不能及时发散，继而促进了氧化反应的进一步进行，形成了恶性循环，而且氧化镁疏松多孔，不能有效阻隔空气中氧的侵入。
镁及镁合金
镁合金的发展现状及应用 摘要 镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航空、航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，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世纪的绿色工程材料。本文根据近年来国内外发表和公布的有关镁合金的文章和信息，介绍了镁合金的发展现状和应用。 关键词：镁，镁合金，发展现状，应用
1镁及镁合金的发展简介 镁是地球上排位第八的富有元素，其含量约占地壳重量的2％，镁同时也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13％。镁有60多种矿产品，其中白 云石(CaCO3·MgCO3)，菱镁矿(MgCO3)，氨氧镁石(Mg(0H)或MgO·H2O)，光 卤石(MgC12·KCl·H2O)，橄榄石(Mg2Fe2SiO4)和蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)最具商业开采价值。 1808年英国的Sir Humphry Davy首先发明了用金属钾蒸汽还原氧化镁而制 得金属镁的方法。1863年法国的Deville和Caron发明了用钠还原无水氯化镁及氟 化钙的混合物制镁，由此揭开了工业上大规模制造金属镁的序幕，并随着电解 无水氯化镁制镁工艺的产生而得到了迅速发展。1986年。德国首先将镁合金用 于飞机制造业。美国的第一家镁生产厂由美国通用电器公司于1914年建立，并 在二次世界大战期间由于镁燃烧弹的大量需求而得到迅速发展。1944年世界镁 合金的消耗量达到228,000吨，但战后又降低到每年10,000吨的水平。直到1998年，随着镁的研究和应用水平的提高，其年消耗量才提高到360,000吨，此后以每年7％～9％的速度递增[1]。我国自20世纪90年代初开始出口原金属镁，2001 年出口量达到20万吨，占世界镁市场总需求量的40％以上[2]。 镁合金产品的优势 （1）轻量化：密度1.8g/cm3左右，是铁的1/4，铝的2/3，与塑料相近。 （2）比强度高、刚性佳，优于钢、铝。 （3）极佳的防震性，耐冲击、耐磨性良好。 （4）优良的热传导性，改善电子产品散热问题。 （5）非磁性金属，抗电磁波干扰，电磁屏蔽性佳。 （6）加工成型性能好，产品外观美丽，质感佳，无可燃性（相对于塑料）。 （7）材料可100%回收，回收率高，符合环保法。 （8）尺寸稳定，收缩率小，不易因环境温度变化而改变（相对于塑料）[3]。
镁合金的发展及应用
关于镁合金的发展及应用的研究现状的综述 摘要：镁合金在工业生产中已经得到了广泛的应用，这里综述了镁合金的特点及其研究新进展，重点介绍了镁合金在汽车工业、航空航天、现代兵器、核工业以及电子产品等领域的应用，最后展望了镁合金在尖端科技领域中的广阔的应用前景。 关键字：镁合金,应用,特点,新进展,应用前景 Review of the status quo about the development and application of magnesium alloy Abstract:Magnesium alloy has been widely used in industrial production, here reviewed the characteristics of magnesium alloy and its new progress, and focuses on the application of magnesium alloy in the fields of automotive, aerospace, modern weapons, the nuclear industry and electronic products. Finally, outlook the future potential applications of magnesium alloy in the field of cutting-edge technology. Key words:magnesium alloy, applications, features, new progress, the future potential applications 随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发逐渐受到各国的高度重视。在许多领域，传统钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料所替代。 镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。 1.镁合金的特点 与其他金属相比，镁合金具有以下特点： (1)镁合金的比重小，是目前最轻的结构材料，密度在1.75—1.85g／cm3之间，是钢密度的23％，铝密度的67％，塑料密度的170％[1]。镁合金比强度明显高于铝合金和钢，仅略低于比强度最高的纤维增强材料；比刚度与铝合金和钢相当但远高于纤维增强材料，具有很好的优越性。 (2)镁合金阻尼性能好，与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同
镁合金的应用于发展前景
在金属材料中,金属镁以其质轻、高比强度、散热性强、高抗震性、防电流干扰性、高散热性、极佳的轻薄结构成型性的优越性逐渐成为夺目的新星.通讯、计算机消费性电子产业的迅猛发展,汽车工业,武器装置轻量化的迫切要求,为金属镁在普通结构材料中占据一席之地提供了一个黄金机会[3].汽车工业是当今世界上最大的镁合金产品使用者.以美国福特汽车公司为例,目前镁铸件用量超过12 000 t.到2004年,该公司计划将其产量增加到45 000 t,是目前用量的3.75倍.镁合金铸件的急剧增加是由于汽车工业需要车辆减重、降低尾气排放量及提高燃烧效率所致.在美国,人们期待轿车的耗油标准从目前8.7 L/100 km降低到7.7 L/100 km,再经过较长一段时间的努力达到 3 L/100 km目标.根据经验,减小10%车体重量相当于节约5.5%的工业燃料.另外,减小重量也可以提高汽车的机动性和驾驶性能.例如,减小车体前面的重量,可以使车易于驾驶;减小顶部的重量,由于降低了重心从而使车更为稳定.汽车工业到底能使用多少镁?当前轿车主要用量大约为3.5 kg/车,或车重的0.2%.在今后的20年里,汽车工业使用的镁将会超过100 kg/车(车重的6%),即当前使用量的30倍.全球每年生产5000万辆汽车,这意味着2020年将需要500万t金属镁的生产能力,这将是目前产量和消费量的10倍.未来战争要求机动性和快速反应,减轻武器装备重量是未来武器装备发展方向之一,如坦克作战系统未来乘员在2~3人,重量(15~20) t,为现役坦克的三分之一,能行驶30 d或1 500 km不加油,是 现役坦克的三倍,便于运输.减轻重量的途径除结构设计外,就是部分
镁合金的牌号与分类
镁合金的牌号与分类 1、镁合金成分与牌号的标记方法 镁合金的标记方法有很多种，各国标准不一，目前普遍使用的是美国材料试验协会 (ASTM的标记方法。根据ASTM标准，镁合金的牌号和品级由4部分组成，第1部分为字母，标记合金中主要的合金元素，代表合金中含量较高的元素的字母放在前面，如果两个主要合 金元素的含量相等，两个字母就以字母顺序排列；第2部分为数字，标记合金中主要合金元 素的质量分数，四舍五人取整数；第3部分为字母，表明合金的品级；第4部分表明状态， 由1个字母和1个数字组成。举例说明：A291D - T6，表明该合金中含铝8.3%~9.7%,含锌 0. 35%~1.00-10 ，D表明合金纯度要求，T6表明合金状态为固溶+时效。表10 -2为部分镁合金中使用的合金元素代码。 2、镁合金的分类 一般来说，镁合金的分类依据主要有3种，分圳为：合金化学成分、成形工艺和是否含 锆，按化学成分，一般根据镁与其中的一个主要合金元素将其划分为Mg- Al、Mg-Mn Mg-Zn、Mg- RE Mg- Li 等二元系，以及Mg- Al - Zn(AZ)、Mg- Al -Mn(AM)、Mg- Zn - Zr(ZK)、Mg - Gd -Y(GW)等二元系及其他多元系。 主要合金元素在镁中的作用总结如下： (1) Al 。铝元素在镁中的极限固溶度为12. 7%，并且随着温度的的降低显着减少，室 温下的固溶度为2. 0%左右，禾U用其固溶度的明显变化可以对进行热处理。铝元素的含量对合金性能的影响极大，随着铝元素含量的增力，合金的结晶温度范围变小、流动性变好、晶 粒变细、热裂及缩松现象等倾向明娃得到改善，而且随着铝含量的增加，抗拉强度和疲劳强 度得到提高。但是Mg17AI12在晶界上析出会降低其蠕变抗力，特别是在A291、A780合金中Mg17A112的析出量很高。在铸造镁合金中含销量可达到7%~9%而变形镁合金中铝含量一般 控制在3%~5% (2) Zn 。锌元素在镁中固溶度约为 6.2%，其固溶度随温度降低而显著减少。锌可提高 合金应力腐蚀的敏感性与镁合金疲劳极限。锌元素含量大于 2.5%时则会对合金的防腐性能 产生不利影响，原则上含铝镁合金中，锌元素含量一般控制在2斛下。 (3) Mn在镁合金中添加锰并不能提高合金的抗拉强度，但是能稍微提高屈服强度。锰 通过除去镁合金液中的铁及其他重金属元素、避免产生有害的金属间化合物来提高Mg - Al
镁合金热处理简介
镁合金热处理 各位领导、同事们： 很荣幸能在这里和大家共同学习。感谢公司领导给予我的机会！ 我进入公司的这两年多时间，从事了镁合金熔炼、铸造、压力加工、热处理等方面的一些工作。今天，仅就自己在镁合金热处理方面工作、学习的部分收获及心得，与各位进行讨论。由于水平有限，错误与不当处在所难免，请各位不吝赐教。 固态金属（包括纯金属及合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，统称为金属固态相变。金属中固态相变的类型很多，有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。例如钢铁的奥氏体、铁素体转变。掌握金属固态相变规律及影响因素，采取措施控制相变过程，以获得预期组织，从而使其具有预期的性能。常用的措施包括特定的加热和冷却工艺，也就是热处理。钢铁的淬火，为的是快速冷却以保持其高温相，从而达到所需要的性能。 对于镁合金，常采用的热处理方式包括：均匀化退火（扩散退火）、固溶（淬火）（T4）、时效（T5）、固溶+时效（T6）、热水淬火+时效（T61）、去应力退火、完全退火等。这里做以下方面简要介绍： 1.均质化退火，其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。那么，晶内偏析是如何形成的呢？这个，我们就需要了解
结晶凝固过程，下图1为镁合金相图中最普通的Mg-Al相图：以AZ61为例，从相图中我们可以看到，从液相线开始，熔体开始凝固，形核随着温度下降开始长大，在每一个温度点，液相和固相 图1 Mg-Al相图 成分分别对应于该温度时的液相线和固相线所对应的成分。造成了晶粒随温度下降而长大过程中的成分不均匀，也就是晶内偏析。均质化退火，主要作用就是将铸件加热到一定温度，使物质迁移作用明显，消除晶粒内浓度梯度。 对于固溶、时效等热处理手段，更确切的来说，是利用合金元素在基体中溶解度随温度变化这一属性。 2.固溶处理。基体不发生多型转变的合金系，室温平衡组织为α+β，α为基体固溶体，β为第二相。当合金加热到一定温