我国铝镁合金新材料研发及加工工艺发展-（完整）

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1、我国铝镁合金新材料研发及加工工艺发展镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：1.Mg-Al耐热铝镁合金密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，目前，对于Mg-Al系耐热铝镁合金的研究主要集中在以消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐下两方面：1AZ系(Mg-Al-Zn)铝镁合金的耐热性改善,其主蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或要通过添加微量合金元素(如RE、Si、Ca、Ba、Bi、Sb和Sn等)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改善AZ系合金中β相（Mg17Al12）的形态结构

2、和/或形成新合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。的高熔点、高稳定性的第二相来提高其耐热性；2新型耐热铝在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的镁合金系列的开发，其主要以Mg-Al二元合金为基础，通过单1/4。它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。独或复合添加Si、RE、Ca、Sr等合金元素，以形成具有抗高温铝镁合金是最轻的工程金属材料之一，具有很好的比强蠕变性能的新型耐热铝镁合金系列。表1显示了部分新开发的度、比刚度等性能，特别适合制造有重量轻、强度高、减震降Mg-Al系耐热铝镁合金的化学成份及主要强化相。噪要求的工程结构

3、部件和有一定强度要求的壳体类零件。中国作为铝镁资源大国，如何利用铝镁资源的优势正受到越来越多国内有识之士的关注。随着铝镁合金及其相关技术的发展，铝镁合金在中国各个领域的应用也得到了进一步的推广。下面分别介绍中国在新型铝镁合金开发和加工工艺（液态成型、固态成型和半固态成型三个方面）的研究进展。一、新型铝镁合金的开发由于交通工具轻量化的推动，世界各国都展开了对铝镁合金的研究，寻找一种可以满足要求的新型合金，是各国科技工作者的一个共同目标，在这方面中国科技人员也进行了大量的研究工作。限制铝镁合金发展的一个主要原因是铝镁合金的高温性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此

4、新材料的研发主要是针对这一问题进行的，概括的说主要包括两个方面：图1Mg-Gd-Y-Zr系列合金力学性能与温度的关系一是对现有合金的优化，主要是针对现有的商业铝镁合金，特别是对Mg-Al系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合2.Mg-RE合金金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系合金的研发。稀土元素的价格相对较为昂贵，但由于稀土元素特殊的价电子结构以及在铝镁合金中的显著的强化效果，使Mg-RE系成表1部分Mg-Al系耐热镁合金的主要化学成分济强化相为发展高强度耐热铝镁合金的一个重要合金系。中国关于Mg-RE系合金的研究近年来不断增多和深入，

5、中国作为稀土资源第一大国，铝镁稀土合金的成功研发将有助于我们利用这一优势。混合稀土，尤其是轻稀土，是较早发现对铝镁合金具有良好强化效应的元素。上海交通大学的研究发现，在中国牌号ZM6合金的基础上通过纯钕元素替代富钕混合稀土、调整合金元素含量范围以及添加微量合金元素等手段开发的Mg-2.5~3.5Nd-0.2Zn-0.5Zr-X合金的综合性能远远超过ZM6合金和EZ33A合金，而且无须氢化处理。这种合金采用了高温固溶工艺，从而可以提高固溶处理后的Nd元素在基体中的固溶量以及后续时效强化效果。-5-新产业报告CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFOR

6、MATIONReportsonNewIndustries表22005年中国内镁合金消费领域比较（来自镁业分会）单位：千吨图2250℃下时效(a)16h,(b)193h和(c)2400h的GW103K合金TEM明场像和微束衍射分析花样显示了β’,β1,和β析出相的形态与晶体特徵。入射束分别平行于[0001]α和[001]β’(a),[110]β1(b),以及[110]β(c)。稀土元素Y和Gd的优良时效强化作用是近年的重要发现之一。何上明等人在Rohklin和Kamado等人的工作基础上系统地研究了Mg-Gd-Y-Zr-Ca系合金的显微组织和力随着模具设计水平和压铸

7、零件性能的提高，铝镁合金压铸件的学性能，并开发高强度铝镁合金Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-0.应用领域已经从传统的笔记本电脑外壳、手机外壳等发展到了发动4Ca（GW102K)以及Mg-12Gd-3Y-0.4Zr-0.4Ca机支架、轮毂、框架件等受力部件以及安全部件。为了满足不断提（GW123K)，两种合金经过热挤压后的力学性能如图1所升的零件性能要求，在传统压铸工艺的基础上衍生出了真空压铸、示。与日本Kamado等人的研究结果不同的是，他们发现挤压铸造、低压铸造、超低速压铸等诸多技术分支。Mg-Gd-Y-Zr系合金的时效沉淀析出顺序应为Mg(SSSS)真空压铸

8、是一种在压