镁合金
发布时间:2022-03-02 16:57:23 点击次数:113 文章作者:
——以镁为基加入其他元素组成的合金。是实用金属中最轻的金属。用于航空器、航天器和火箭导弹制造工业。也广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的。镁合金强度高、刚性强,比重虽然比塑料重,但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。手机电话,笔记本电脑的支撑框架和背面的壳体上都使用了镁合金。虽然镁合金的导热系数不及铝合金,但是,比塑料高出数十倍,因此,镁合金用于电器产品上,可有效地将内部的热散发到外面,在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上也使用镁合金,电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好,因此,使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。在手机电话的壳体和屏蔽材料上使用了镁合金。镁合金比其他金属的切削阻力小,在机械加工时,可以较快的速度加工。镁合金与其他金属相比抗变形力大,由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。由于镁合金对振动能量的吸收性能好,使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外,受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂。在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。若在风扇的风叶上使用镁合金,可减小振动达到低骚音。此外,为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化,在方向盘和坐椅上使用镁合金。镁随着时间和温度的变化在尺寸上蠕变少。镁合金与塑料不同,它可以简单地再生使用且不降低其机械性能,而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金与其他金属相比,熔点低,比热小,在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。镁的重量比铝轻,比重为1.8,强度也较低,只有200-300兆帕(20-30公斤/mm2),主要用于制造低承力的零件。1909年德国就研制了镁锰、镁铝锌系合金。第二次世界大战后,镁合金工业随着飞机制造业的发展而发展起来。中国在20世纪50年代中期开始生产镁合金。中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富,已于20世纪70年代研制出加钇镁合金,提高了室温强度,能在300℃下长期使用,已在航空航天工业中推广应用。镁合金按成形工艺分两大类。用塑性变形加工成材的镁合金,常用的合金元素有锰、铝、锌、锆、钍、稀土元素(铈、钕、钇等)和锂等。变形镁合金已发展为6个系列、20多个品种。典型的镁锰系合金属中强耐蚀可焊镁合金。锰含量一般为1.5-2.5%,多了易形成锰偏析。镁锰系合金中锰能与铁生成金属间化合物,沉积于熔体底部,从而消除铁的有害作用,并提高合金的耐蚀性。镁铝锌系合金强度高、铸造性能好,但耐蚀性较差。铝是主要强化元素。在铝含量达到3%以后,随铝含量的增加,合金的强度提高,而塑性和耐蚀性下降。铝的最大含量可达9%左右。适当的锌含量除能提高强度外,还能改善塑性和耐蚀性;但超过3%,有产生高温脆性倾向。镁锌锆系合金属高强镁合金,在变形镁合金中具有强度高、塑性和耐热性好等特点,是应用最多的合金之一。镁锌二元合金晶粒粗大,塑性较差,且易产生热裂纹。镁锂系合金属超轻镁合金,比重较一般镁合金低15-20%,比强度高于常用镁合金,具有良好的冷、热变形能力。主要用于制作导弹、火箭、航天飞行器的辅助结构和制造要求比重小的零部件。镁锂系合金中还可加入铝、锌、锰等元素。多元镁锂系合金具有热处理强化效应,抗拉强度为18-28kgf/mm3。随锂含量的增加,合金强度下降,塑性提高。锂含量超过10%以后,这种合金由密排六方点阵转变为体心立方点阵,工艺塑性明显提高。钠是该系合金中的有害杂质,易引起“钠脆”。镁钍系合金属耐热镁合金,可热处理强化,有很好的热稳定性,可显著提高合金的耐热性能。镁钍二元合金晶粒粗大,钍含量一般在1.5-4%之间,可加入锰、锆和锌等元素形成镁钍锰、镁钍锆、镁钍锌锆等合金。该系合金适于在300-400℃温度下工作,可以用铸造或塑性变形生产。但因其有一定的放射性,生产时需有防护措施。镁稀土系合金也属耐热镁合金。稀土元素和镁常形成稳定的金属间化合物,可提高合金的强度和抗蠕变性能。该系合金耐蚀性好,无应力腐蚀倾向。铸造镁合金采用砂模、硬模或压力铸造法直接铸成所需的零件。按合金成分一般分为镁锰系、镁铝锌系、镁锌锆系和镁锌R(稀土)锆系。铸造镁合金同变形镁合金一样具有承受冲击载荷能力,可以制做承受震动的部件。