变形镁合金的研究进展

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1、变形镁合金的研究进展郑晶•，马光，贾志华，王轶，李银娥，刘啸锋，党红云，王虹（西北有色金属研究院电子材料研究所，陕西西安710016）摘要：铁合金由于具有质量轻、比狡度和比刚度高以及良好的铸造性能等特点，在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注.近年来•世界各国纷坊致力于铁合金的研究开发。本文综述了囚内外主要的变形铁合金材料的基本特性、力学性能和应用领域，介绍了目林变形钱合金材料的研究现状和进展，以及制备高性能麦形钱合金材料的折工艺，探讨了铁合金的合金化原理和主要合金元素在变形钱合金中的作用。关键词：变形钱合金；进展中图分类号:TG146.22文献标识码：A•作

2、者篙介：郑晶（198O-）.男•硕士，主要从事金属复合材料方面的研究。电话,029-86224473,E-mail：zhengorjing@sina.com0前言镁及其合金是迄今在工程应用中瑕轻的金属结构材料,具右密度小、比强度比刚度高、电磁屏蔽性和滅震性好以及优良的铸造性能和机械加工性能⑴。镁合金作为一种新型应用材料，近年来已广泛应用于军工、民用领域的许多方面，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、家用电器、手机、计算机及电子设备等制品中都可看到镁合金的踪迹⑵。1镁及镁合金1.1镁合金及分类方法

3、镁合金是以镁为基体加入其他元素而构成的有色合金.根据化学成分的不同•镁合金可以分为MgA1系合金、Mg-Mn系合金.Mg-Zn系合金、Mg-RE系合金.Mg-Th系合金、Mg-Ag系合金和MgLi系合金等。国际上倾向于采用黄国材料试验协会（ASTM）使用的方法来标示镁合金的化学成分。镁合金按制造工艺分为铸造镁合金和变形镁合金⑶。变形镁合金可通过刻性变形加工成板材、带材、管材、棒材、型材和锻件等。主要有MgAl-Zn系合金.Mg-Mn系合金、Mg-Zn-Zr系合金、Mg-RE系合金、Mg-Th系合金和Mg-Li系合金，多用作航空航天器的结构材料和飞机蒙皮等.1.2镁

4、合金的性能特点镁合金的强度接近于铝合金•但由丁镁合金密度小，所以其比强度却比铝合金高，也比工程魁料和钢的比强度高。用镁合金代替部分铝合金，可减轻飞机发动机、仪表及各种附件的重量。镁合金的比刚度（刚度与质fit之比）接近铝合金和钢，远高于工程期料。镁的弹性模駅较低，约为铝的60%,钢的20%。当受到同等外力作用时•镁合金构件能够产牛较大的弹性变形；受到冲击载荷时，能够吸收较大的冲击功.所以•被用来制造飞机起落架轮毂和赛车轮教，以及风动工具的零件〔“〕。橫在293K时的体积热容为1781J/（dm3-K）.而铝为2430j/（dm3K）•钛为2394J/Cdm3*K）

5、,铜为3459J/（dmxK）。镁的比热容比其它所冇金属都低。此外，合金元素对镁的热容的影响也不人，因此镁及其合金的一个塑要特性是加热升温与散热降温都比其它金屈快，可用来制逍“3C”产品（计算机、通讯、消费类电子产品）的外壳。镁合金还具有很高的屏藪电磁十扰的能力。应用于电子产品上，能够有效地隔绝电磁干扰和辐射，使电子产品工作更稳定•也能保护使用者的健康镁合金件具有优良的切削加工性能•其切削速度可以大大高于苴它结构金属。切削掉一定吊金属所需的功率低于加工任何其它的普通金属，且不需要磨削和抛光、不需雯切削液即可得到0."m的光沾表面。镁合金件稳定性较髙，压铸件的铸造和

6、加工尺寸粘度高，可进行高精度机械加工忆2变形镁合金的成分设计金属纯镁不能直接作为结构材料使用•必须通过添加合金元素，并进行显微组织和结构设计，引入固溶强化、沉淀强化或弥散强化等机制，使镁合金的力学性能得到改善与提高•从而使镁合金可以按需要应用在不同领域.因此•明确镁的合金化原理•对了解各种合金元素在镁基体中的作用，指导新合金的设计十分重要。一般而言，镁的合金化设计应从晶体学、原子的相对大小、原子价以及电化学因索等方而进行考虑。选择的合金化元素应在镁基体中冇较高的固溶度•并且能随温度的变化有明显的变化，在时效过程中合金化元索能形成强化效果比较突岀的过渡相，除了对力学

7、性能进行优化外，还耍考虑合金化元素对抗蚀性、加工性及抗氧化性的形响。主要合金元素在镁中的作用总结如下。2007年•第6期材料综述中国材料科技与设备(双月刊)2.1A1元素A1在固态镁中其有较大的固溶度，其极限固溶度为12.7%,而且随着温度的降低显著减少，室温时的固溶度为2.0%左右。Mg：7Al12在晶界上析出会降低材料的抗蠕变性能少】・特別是在AZ91合金中这一析出量会达到很髙。在铸造镁合金中，A1含童可达7〜9%,而在变形镁合金中，AI的含*-•般控制在3〜5%.AI含竜越髙•材料的强度越高，耐腐蚀性越好。但是，应力腐蚀敏感性随右A1含童的增加而增加。由于A

8、1在Mg中