8.2第八章+有色金属及其合金-镁合金.ppt

镁－锰合金抗蚀性和焊接性优良，MB1用于生产板、棒、带材半成品及锻件，制作要求高塑性、焊接性及耐蚀性的飞机零件。MB8则可制作中等负荷的零件。 2、镁－铝－锌系合金 合金强度高，可热处理强化，铸造性好。但抗蚀性低，屈服强度和耐热性较低。 铝是主加元素，锌和锰是辅加元素。铝在镁中固溶强化作用显著(Al8～10％时，强化效果不明显)。锌补充强化，改善塑性。锰提高抗蚀性。MB2、MB3热塑性、焊接性好，用作复杂锻件和热挤压棒材。ZM5铸造性和力学性能优良，用作复杂大型铸件和受力的飞机及发动机零件。 3、镁－锌－锆系合金 该系合金形成组织疏松倾向很小，铸造性能较好，屈服极限较高，热塑性变形能力大。主加元素锌和锆，锌固溶强化及提高合金屈服极限，Zn≈6％。锆细化组织，提高强度和屈服极限，改善塑性和抗蚀性，提高耐热性。锆在0.5～0.8％时作用效果最佳。 常用合金有ZM1、ZM2、MB15等。 ZM1用于高强度、受冲击载荷大的零件，如飞机轮毂、轮缘、支架等；ZM2用于工作温度较高（200℃以下）的零件，如发动机机座、电机壳体等；MB15主要用于受力较大的零件，如机翼长桁等。 镁合金发动机机座 镁合金座椅 镁合金轮毂 镁合金护盖及钸件 镁合金轮毂 镁合金轮毂 合金元素的作用 铝是镁合金中最重要的合金元素，通过形成Mg17Al12相显著提高镁合金的拉伸性能； 锌和锰具有类似的作用，银能提高镁合金的高温强度；硅能降低镁合金的铸造性能并导致脆性；锆与氧的亲和力较强，能形成氧化锆质点细化晶粒；稀土元素Y、Nd和Ce等通过沉淀强化而大幅度提高镁合金强度； 铜、镍和铁等因影响腐蚀性而很少采用。 大多数情况下，合金元素的作用大小与添加量有关，在固溶度范围内作用大小与添加量呈近正比关系， 特别值得注意的是，镁合金用作结构材料时，合金元素对加工性能的影响比对物理性能的影响重要得多。 锂 锂在镁中的固溶度相对较高，可以产生固溶强化效应，并能显著降低镁合金的密度，甚至能够得到比纯镁密度还低的镁锂合金。 锂还可以改善镁合金的延展性，特别是当锂含量达到约11wt.%时，能形成具有体心立方结构的β相，从而大幅度提高镁合金的塑性成形能力。 添加锂虽然能提高镁合金的延展性，但会显著降低强度和抗蚀性。 温度稍高时，Mg-Li合金会出现时效过度现象，但有时也能产生时效硬化效应。由于Mg-Li合金的强度问题，至今为止其应用仍然非常有限。此外，锂增大了镁蒸发及燃烧的危险，只能在保护密封条件下冶炼。当锂含量达到约30wt.%以上时，镁锂合金具有面心立方结构。 铍/铝 微量的铍（一般低于30ppm）能有效地降低镁合金在熔融、铸造和焊接过程中金属熔体表面的氧化。目前压铸镁合金和锻造镁合金都成功地应用了这种特性。铍存在晶粒粗化效应，因此砂铸镁合金中需谨慎使用。 铝是镁合金中最常用的合金元素。铝与镁能形成有限固溶体，在共晶温度（709K）下的饱和溶解度为12.6wt.%，在提高合金强度和硬度的同时，也能拓宽凝固区，改善铸造性能。由于溶解度随温度下降而显著减小，所以镁铝合金可以进行热处理。含铝量过高时，合金的应力腐蚀倾向加剧，合金脆性提高。市售镁合金的铝含量通常低于10wt.%。铝含量为6wt.%时，合金的强度和延展性匹配得最好。 钙 少量的钙能够改善镁合金的冶金质量，许多生产厂家利用这一点来实现镁合金的冶金质量控制。 添加钙主要有两个目的：其一是铸造合金浇注前加入从而减轻金属熔体和铸件热处理过程中的氧化；其二是细化晶粒，提高蠕变抗力，提高镁合金薄板的可轧制性。 钙的添加量应控制在0.3wt.%以下，否则薄板在焊接过程中容易开裂。 钙还可以降低镁合金的微电池效应。 此外，添加钙将导致铸造镁合金产生粘模缺陷和热裂。 铜/镍/铁 铜是影响镁合金抗蚀性的元素，添加量≥0.05wt.%时，显著降低镁合金抗蚀性，但能提高高温强度。 与铜一样，铁也是一种影响镁合金抗蚀性的元素。即使含极微量的杂质铁也能大大降低镁合金的抗蚀性。通常镁合金中铁平均含量为（0.01~0.03）wt.%。为了保证镁合金的抗蚀性，铁含量不得超过0.005wt.%。 镍类似于铁，是另一种有害的杂质元素，少量的镍会大大降低镁合金的抗蚀性。常用镁合金的镍含量为（0.01~0.03）wt.%。如果要保证镁合金的抗蚀性，镍含量不得超过0.005wt.%。 锰 镁合金中添加锰对拉伸强度几乎没有影响，但是能稍微提高剪切强度。锰通过去除铁及其重金属元素避免生成有害的晶间化合物来提高Mg-Al合金和Mg-Al-Zn合金的抗海水腐蚀能力。 锰在镁中的固溶度较低，镁合金中的锰含量通常低于1.5wt.%；在含铝的镁合金中，锰的固溶度不到0.3wt.%。 此外，锰还可以细化晶粒，提高可焊性。 稀土 稀土是