1、2022-4-121鎂合金的性質與特點鎂合金的性質與特點Inner Mongolia YuFan Technology LTD. CompanyPrepared By: Cliff2022-4-122目目 錄錄 n 鎂合金的物理冶金特性鎂合金的物理冶金特性n 鎂合金的牌號與分類鎂合金的牌號與分類n 鎂合金的強化方式與途徑鎂合金的強化方式與途徑n 常用鎂合金的性能常用鎂合金的性能2022-4-123金屬鎂的特性金屬鎂的特性n元素特性:n原子量：24.31 密度:1.74g/cm3n熔點:648.8 沸點:1107 n化合價+2 電離能7.646 ev 鎂(magnesium) - 銀白色金屬元素

2、，略有延展性 n 與氧的親合力大，常用做還原劑，去置換鈦、鋯、鈾、鈹等金屬n 粉狀或細條狀的鎂，在空氣中很易燃燒 n 金屬鎂無磁性，且有良好的熱消散性 n 鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合 2022-4-124鎂合金的性能鎂合金的性能 比重小：比重?。轰X的鋁的2/3，鐵的，鐵的1/4 比強度高比強度高:比鋁合金高比鋁合金高50MPa，是碳鋼，是碳鋼2倍倍 減震性好：減震性好：阻尼性優于鑄鐵阻尼性優于鑄鐵 抗沖擊：抗沖擊：優于鋁合金和軟鋼優于鋁合金和軟鋼 切削性好：切削性好：切削力為鋁和軟鋼的切削力為鋁和軟鋼的1/2 電磁屏蔽優良電磁屏蔽優良:可屏蔽頻率范圍較廣可屏蔽頻率范圍較廣 易再生利用：易再生

3、利用：可節約資源、保護環境可節約資源、保護環境比強度高比強度高減震減震性好性好電磁屏蔽電磁屏蔽優良優良比重小比重小易再生易再生利用利用抗沖擊抗沖擊耐腐蝕耐腐蝕性能差性能差延展延展性差性差材料材料/gcm-3E/GPaE/MPa/減震系數減震系數鎂鎂 合合 金金1.74-1.904524-26180-300118-17230-60鋁鋁 合合 金金2.707025.9200-35073-1282-5工程塑料工程塑料1.13-2.015-2510-12.5100-25050-167-鑄鑄 鐵鐵7.1518024.3200-40027-5410-172022-4-125鎂合金的晶體結構鎂合金的晶體結構

4、2022-4-126ASTM 命名方法命名方法代表名義含量代表名義含量(質量分數質量分數)最高的合金元素最高的合金元素Zn代表名義含量代表名義含量(質量分數質量分數)次高的合金元素次高的合金元素Zr表示表示Zn含量大致為含量大致為9%表示表示Zr含量大致為含量大致為1%D19ZA標識代號標識代號2022-4-127合金材料的處理狀態合金材料的處理狀態2022-4-128鎂合金的分類鎂合金的分類2022-4-129鎂合金的強化方法鎂合金的強化方法n 純鎂的室溫性能很差，通過以下處理性能得以大幅改善純鎂的室溫性能很差，通過以下處理性能得以大幅改善2022-4-1210合金元素對材料性能的影響合金元

5、素對材料性能的影響鎂合金中的主要合金元素有Al、Zn、Mn等，有害元素有Fe、Ni、Cun Al: (1) 強度、硬度及鑄造性，含量過高時脆化 (2) 提高耐蝕性，但也同時增加應力腐蝕敏感性n Zn: (1) 具有固溶強化及時效強化作用，改善機械性質及耐腐蝕性 (2) 含量過高時，流動性降低，減低鑄造性n Mn: (1) 與Fe形成高熔點的Al-Fe-Mn化合物沉淀，減少了雜質鐵對抗蝕性的危害 (2) 細化晶粒 (3) 提高韌性n Si: (1) 改善鑄件的熱穩定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流動性提高流動性2022-4-1211合金元素對材料性能的影響合金元素對材料性能的影響n Be:

6、 (1) 微量Be能有效降低鎂合金在熔融、鑄造和焊接過程中熔體表面的氧化 (2) 晶粒粗化n Re: (1) 提高耐熱性 (2) 晶粒粗化n Cu、Fe、Ni: 降低合金的耐腐蝕性，需嚴格管控n Si: (1) 改善鑄件的熱穩定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流動性提高流動性2022-4-1212鎂合金性能的改善方法鎂合金性能的改善方法n 合金元素影響鎂合金的力學、物理、化學和工藝性能n 利用固溶強化、析出強化、彌散強化來提高合金的常溫和高溫力學性能1.從晶體學、原子的相對大小、化學因素進行考慮2.較高的固溶度，隨溫度變化有明顯變化，時效后形成有效強化效果的過渡相3.提高強度: AlZn

7、Cu4.提高韌性: ZnAl Cu2022-4-1213鎂合金性能的改善方法鎂合金性能的改善方法n 能否熱處理強化取決于固溶度是否隨溫度變化n 鎂合金的熱處理工藝大致可分為退貨和固溶時效兩大類1. 退 火：降低鎂合金鑄件的內應力提高工件的尺寸穩定性2. 固溶時效：形成過飽和固溶體及有效析出物2022-4-1214鎂合金性能的改善方法鎂合金性能的改善方法n 合金的屈服強度和晶粒尺寸之間滿足Hall-Patch關系=0 + Kd-1/2是屈服應力；0 0是單晶體的屈服應力；K是常數；d 是晶粒尺寸n 室溫下鋁的K值是68，鎂的K值是280，純鎂或鎂合金之 晶粒細化對屈服強度的增加效果非常明顯n 晶

8、粒細化的途徑熱擠壓，粉末冶金、熱機械處理(TMT)、等通道角擠壓方法、快速凝固2022-4-1215鎂合金性能的改善方法鎂合金性能的改善方法n 復合材料功能提高成核率增加冷卻率阻止晶界移動n 作為結構材料使用時，硬度、剛度及耐磨性不夠理想，使用上受到限制。n 保持鎂合金輕量化優勢下，使用SiC、Al2O3、石墨、納米陶瓷微粒等制 造鎂基復合材料來提高鎂合金強度和耐磨性n 復合材料的制造方法1. 鑄造冶金法（Casting)2. 粉末冶金法（Powder Metallurgy）3. 噴射沉積法 (Spry Forming)2022-4-1216材料性能的種類材料性能的種類n 材料性能主要表現為以下四種：1. 力學性能 2. 物理性能 3. 化學性能 4. 工藝性能n 材料力學性能主要有以下七種：彈性(彈性模量與剛度)強度(屈服強度與抗拉強度)塑性(延伸率)硬度(布氏、洛氏與維氏)5. 沖擊韌性(沖擊吸收功)6. 疲勞特性(應力大小與循環次數)7. 耐磨性(尺寸變化與質量損失)n 針對性能主要從以下五種成型方式介紹：砂型和永久型鑄造、壓鑄、鍛造、擠壓、片材與板材2022-4-1217不同制備方法的材料性能不同制備方法的材料性能2022-4-1218不同制備方法的材料性能不同制備方法的材料性能2022-