先进凝固技术论文 郭皓

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1、二○一五年专业课论文先进凝固技术学院：材料科学与工程学院专业：材料工程姓名：郭皓学号：2014231008专业课教师：张晓峰一前言镁及镁合金作为一种新型的应用材料，近年来已广泛应用于军用、民用领域，如在航空航天、航海、通信、医疗、广播电视、音响影像器材、微电子技术、光学仪器等领域内，在汽车、摩托车、工具、家电电器、手机、计算机及电子设备等制品中都可看到镁合金的身影，在炼钢脱硫、铝合金生产、防腐工程中都离不开镁原料。在汽车行业，上海汽车集团公司、一汽集团、东风汽车集团、江铃汽车公司等国内大的汽车公司均开始使用镁制零部件。根据相关研究，汽车单车自重每减轻100Kg，每百公里耗油可减少0.7L

2、左右，每节省1L燃料可减少二氧化碳排放量2.5g。而通过镁合金零部件的使用可有效的实现汽车轻量化目标。镁合金应用于交通工具，除减重和降低油耗，还可以提高整车加速、制动性能，还能降低行驶振动和噪声，提高舒适度，可以加快散热，使发动机的综合性能提高一个档次，具有良好的经济效益。镁合金的半固态成形目前是各国研究的热点：Ya-noEiji等利用余热的冷却斜槽近液相线铸造获得了半固态AZ91D镁合金组织；JMKim等利用两步加热法得到了半固态AZ91镁合金浆料；CzerwinskiF开发了半固态加工与挤压、喷射成形结合在一起的新的镁合金加工技术，以Mg-9%Al-1%Zn为例分析了组织性能变化规律

3、；ChenJY和FanZ研究了半固态浆料的流变模型；KorenZ等研究了AZ91和AM503镁合金半固态热压铸和冷压铸成形。可以看到镁合金半固态的研究虽然很多，但主要集中在浆料制备、二次加热重熔、触变成形几个方面，仅有几个流变成形研究也只是在实验室，工艺还不成熟，与应用有一定的距离。虽然半固态流变成形技术应用更少，但与触变成形相比，流变成形更节省能源、流程更短、设备更紧凑，因此流变成形技术仍然是未来金属半固态加工技术的一个重要发展方向。所以开发镁合金的新成型工艺具有重大意义。二镁合金的简述1镁及镁合金的性能镁是地球上排位第八位的富有金属元素，其含量约占地壳重量的2%，在金属元素中仅次于铝

4、和铁；镁同是也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13%。镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料。此外镁合金由于有较高的比强度、比刚度、减震度、耐磨性、导热性、电磁屏蔽性、易切削性和易回收等良好的综合性能，从而成为汽车、航空航天及电子通讯等行业的重要新型原材料。在能源、资源日益匮乏和环保问题日趋突出的今天，镁合金材料被誉为“21世纪的绿色工程结构材料”，具有良好综合性能的轻质镁合金材料正成为全球关注的热点。2镁合金的广泛应用镁及镁合金作为一种新型的应用材料，近年来已广泛应用于军用、民用领域，如在航空航天、航海、通信、医疗、广播电视、音响影像器材、微电子技术、光学仪器等领域内，在汽车、

5、摩托车、工具、家电电器、手机、计算机及电子设备等制品中都可看到镁合金的身影，在炼钢脱硫、铝合金生产、防腐工程中都离不开镁原料。在汽车行业，上海汽车集团公司、一汽集团、东风汽车集团、江铃汽车公司等国内大的汽车公司均开始使用镁制零部件。根据相关研究，汽车单车自重每减轻100Kg，每百公里耗油可减少0.7L左右，每节省1L燃料可减少二氧化碳排放量2.5g。而通过镁合金零部件的使用可有效的实现汽车轻量化目标。镁合金应用于交通工具，除减中和降低油耗，还可以提高整车加速、制动性能，还能降低行驶振动和噪声，提高舒适度，可以加快散热，使发动机的综合性能提高一个档次，具有良好的经济效益。镁合金所具有的优异

6、的铸造性能及良好的比强度、比刚度和抗撞能力，能充分满足3C产品高度集成化、微薄化、微型化、抗摔撞等要求。因此当前在手机、笔记本电脑、PDA、CD机、网盘、数码相机、摄像机、MP3、便携DVD等行业，也已经建立了一批专门生产3C产品专用镁合金部件的企业，掀起了镁合金部件企业的建设。我国如青岛金谷镁业公司、长春华禹镁业公司和富士康公司等。炼钢脱硫是在中国镁的应用量突起的另一个重要领域。随着汽车工业、石油、天然气管线、桥梁建筑等领域高强度低硫钢的需求增长，近几年鞍钢、宝钢、武钢等钢厂已开始采用镁制脱硫剂进行脱硫，获得低硫优质钢。3镁合金的加工技术目前镁合金产品的80%是通过铸造方法获得。包括砂

7、型铸造、金属型铸造、重力铸造、熔模铸造、消失模铸造、永久模铸造和压铸等在内的多种铸造方法均可用于镁合金成型，其中压铸是最成熟、应用最广的方法。此外半固态铸造、挤压、轧制等成形方法也可以应用于制造镁合金。但是镁合金的广泛应用遇到了一些问题：1）镁合金在熔炼中极容易燃烧，在热加工过程中极容易氧化。2）镁合金化学性质比较活泼，耐腐蚀性较差。3）镁合金的高温强度、蠕变性能较低，限制了镁合金在高温下的使用。1）镁合金的常温力学性能，特别是强度