镁合金
镁合金是目前国内外重新认识并积极开发的一种新型环保材料，是21世纪最具生命力的新型环保材料，该材料能回收再利用，无污染，并且世界上特别是我国蕴藏最丰富。占全球三分之一以上约36亿吨。
镁合金特点：
1、重量轻，镁金属是目前世界实际应用中重量最轻的金属结构材料，是铝的2/3，钢铁的1/4。
2、比强度和比钢度高，均优于钢和铝合金。
3、弹性模量小，刚性好，抗震力强，长期使用不易变形。
4、对环境无污染，可回收性能好，符合环保要求。
5、抗电磁干扰及屏蔽性好。
6、色泽鲜艳美观，并能长期保持完好如新。
7、极高的压铸生产率，尺寸收缩小，并且具有优良脱模性能。
镁和镁合金的性质
镁与位于其前的铍和位于其后的钙，锶，钡，镭同属于周期表中第二族。钙，钡，锶的氢氧化物具有碱性，化物则同氧化铝和重金属氧化一样，在水中溶解度很小又很难熔化。氧化铝和重金属氧化物开初被称为“土”氧，故这三个元素被称为碱土金属。镁，铍，和镭既然与钙，锶钡同属于族，于是也被称为碱土金属。
（一）镁及其性质
镁是最轻的结构金属。几种常用结构金属的密度（g·cm-3）(20o)如下：
AL Mg Ti Fe Cu
2.70 1.74 4.51 7.87 8.96
可见镁的密度约分为Al,Ti,Fe,Cu的64%，39%，22%，19%。
由于镁的密度小，它的合金也以质轻著称。一般镁合金的密度在1.8g·cm-3以下，镁，锂合金的密度低于镁 1.6g·cm-3.某些超轻型镁.锂合金密度甚至低于1,比水还轻.镁得镁和金的低密度使其比性能提高.例如,20o时的弹性模量为45Gpa,比铝(70Gpa)和Ti(120Gpa)的低,但三者的比弹性模量相同(～26Gpa).镁和镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景.
镁的熔点为 651oC,沸点为1107oC.镁的蒸气压很高,627oC时为215.95Pa,727oC时为1037.1Pa,因此镁铍极易挥发.镁原子最外层的两个电子很易失去,是很活泼的金属.常温下镁能与F、CL、BR、I等元素作用生成相应化合物.加热时镁能与硫、氮作用生成MgS和Mg3N2。在空气中镁会慢慢氧化,失去银白光泽而变黑.若温度提高至400oC以上,镁的氧化速度增快,超过500oC以后氧化速度更快,会着火燃烧,此时会生成氧化镁和少量氮化镁.镁燃烧时会发出非常强烈的光亮.镁的这一特点,颇受人们的青睐.早期就被利用于摄影照明,给人们留下美好的形象和记忆.战争时期,被用来制造照明弹,把战场和目标照明得如同白昼.又被用于制造燃烧弹,点燃战区的物资装备,杀伤对方有生力量.人们还利用镁的这一特点,将镁粉、铝粉和其它原料制成烟花.每当节庆的夜晚,随着阵阵悦耳响声,人们可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各种形色的烟花在夜空飞舞,多彩多姿,给人们带来极大的欢乐.顺便提一下,镁的这种”牺牲自我””乐于助人”精神处处可见.例如它仗着活泼的电化学性质做了牺牲自我的阳极,保护着其它的金属和设备.它又作为原电池阳极,耗尽了自己,照亮了他人.
由于化学活泼性高,金属镁是耐腐蚀性能最差的金属之一.在酸性、中性和弱碱性溶液中它都会受到腐蚀而变成Mg2+离子.各种类型大气均会对镁产生程度不同的腐蚀作用.在干燥的空气中,它的表面上形成一层暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮湿大气中,生成的产物组成大致为Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2.大气湿度增加,工为地区和海洋环境的大气中所含的二氧化硫和氯化物等物质,能加重镁的腐蚀.镁中氯化物杂质及铁杂质也会加速镁的腐蚀.因此,工业生产的镁锭必须镀膜钝化,涂油及以蜡纸包覆.
镁是地壳中分布最广的元素之一,占地壳重量的2.77%,为第四个最丰富的金属元素(位于Al、Fe、Ca)之后.在自然界中镁只能以化合物的形态存在.在已知的1500多种矿物中,含镁矿物的有200多种,主要为碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、氧化物.海洋及盐湖中的镁比陆地上更多,是镁的主要来源.海水中含有10多种元素,镁的含量排第三,位居Na、K之后.海水中含镁0.13%每立方千米海水中有130万t镁,相当于世界镁年消耗量的4倍(见表2.8)盐湖水的镁浓度比海水更高.以东以色列、约旦之间的”死海”(实为另一内陆湖),受到千万干旱气候的造化,湖水极浓,含镁竟高达4%.仅此一处的镁,就能满足全世界2.2万年的需要.
镁工业生产的原镁,各国际标准略有不同.此国际化标准化组织的牌号及成份如表3.1所列.
表 3.1 国际标准化组织镁牌号和化学成份
名称 牌号 杂质含量/(%),(不大于)
AL Mn Zn Si Cu Fe Ni 其它 杂质含量
一般用途的重熔用镁锭 Mg－99.8 0.05 0.1 － 0.05 0.02 0.05 0.002 略 0.02
Mg－99.95 0.01 0.01 0.01 0.01 0.005 0.003 0.001 略 0.05
特殊用途的重溶用镁锭 Mg－99.98 0.004 0.004 0.005 0.005 0.0005 0.002 0.0005 略 0.02
(2)镁合金
纯镁不适合做结构材料.作为结构材料应用的镁主要是镁合金和铝－镁合金.全世界约有千种铝合金牌号,若按化学成份归类的话,约为300多种.这300多种铝合金几乎都含有镁,其中以镁作为主要添加剂的铝－镁合金(镁含量最高为10.5%)约为40种.全世界各国镁合金品牌共有200多种,这些品牌按化学成份可归为30多种.共中变形镁合金黄色10多种,铸造镁合金20多种,铸造镁合金主要有以下3个体系.
1) 镁－铝合金.这种合金自第一次世界大战被德国使用以来,成了最广泛使用的铸造镁合金的基础.大部份含有8%～9%的铝及少量的锌(使拉伸性能有某些提高)和锰(改善抗蚀性)
2) 镁－铝－锌合金.镁－铝合金中加锌会产生一定的强化作用,其中高含锌量的合金具有很吸引人的压铸特性.如Mg－8AL－8ZN,具有足够大的流动性.,可用于压铸件,而且流动性和抗蚀性超过传统铝－锌合金.
3) 含锆镁合金.锆能细化晶粒,改善镁合金的拉伸性能,提高镁合金蠕变能力,以满足航空和航天工业的需要.属于这一系列的合金有镁－锌－锆合金,镁－稀土－锌－锆合金,以及镁－钍系为基和镁－银系为基的含ZR合金.这种含稀土金属和或含钍的合金都可焊.钍也能改善铸造性能.银可以进一步提高拉伸性能.一些铸造镁合金的性能示于表3.2.
镁是立方晶格的金属,可以承受的形变量有限(特别是在低温下).其变形材料主要在300～500oC温度范围内通过挤压、;轧制和压力锻造进行生产.变形合金可以按照它们是否含锆而分成两类.按照变形产品种类可分为三类:1薄板和厚板轧制金.如AZ31(Mg-Al-Z系),ZM21(Mg-Zn
-Mn系)和ZE10(Mg-Zn-RE系),这三种合金都可焊,后两种强度较低.LA141A(Mg-Li-Al)等也属这一类,前面已作详细介绍.属于这一类的还有含钍的HK31(Mg-Th-Zr系)以及随后研制的HM21(Mg-Th-Mn等),它们的高温强度更高.2挤压合金.这类合金含铝量大多在1%～8%之间.
表3.2 某些铸造镁合金的名义成分和性能
ASTM 名义成份 拉伸性能
标示 AL 屈服能力
60.2/Mpa 拉伸强度6b/Mpa 伸长率
δ /(%
Az63 6 3 0.3 75-110 180-230 2-4
Az81 8 0.5 0.3 80 140 3 80 220 7
Az91 9.5 0.5 0.3 80-120 95-230 2-4
Zk51 4.5 0.7 140 235 5
Zk61 6 0.7 175 275 5
ZE41 4.2 0.7 1.3 135 180 2
Ze33 2.7 0.7 3.2 95 140 3
HK31 0.7 3.2 90 185 4
HZ32 2.2 0.7 3.2 90 185 4
OE22 0.7 2.5 2.5 185 240 2
QH21 0.7 1 1 2.5 185 240 2
AZ81(Mg－Al－Zn－Mn系)具有最高的高温强度.ZK61(Mg－Zn－Zr系)室温强度最高.含钍合金HK31和HM21也可归人这一类,它们在高温下(350oC)能抗蠕变.3.锻造合金.变形镁合金中锻件占一小部份,一般用于那些要求重量轻但强度比铸件高的复杂形状.室温使用的锻件倾向于用强度较高的AZ80(MG－AL－ZN系)或ZK60(MG－ZN－ZR)来制造,高温使用的用HK31或ZK(MG－ZN－ZR系)来制造,高温使用的用HK31或HM21制造.某些变形镁合金的名义成分及性能列于表3.3.
表3.3 某些变形镁合金的名义成分和性能
ASTM 名义成份 拉伸性能
标示 AL Zn Mn Zr Th Li 屈服能力
60.2/Mpa 拉伸强度6b/Mpa 伸长率
δ /(%
M1 1.5 70-130 200-230 4
AZ31 3 1 0.3 105-160 200-250 4-11
AZ61 6.5 1 0.3 180-160 260-275 7
AZ80 8.5 0.5 0.2 200 290 6
ZM21 2 1 120-165 200-240 6-11
LA141 1.2 0.15(最少） 14 95 115 10
ZK31 3 0.6 210 295 8
ZK61 6 0.8 210-240 275-305 4-7
ZK31 0.7 3.2 170-180 230-225 4
HM21 0.8 2 2.5 135-180 215-225 3-6
HZ11 0.6 0.6 0.8 1 120-130 215-230 6-7
镁合金都具有密度小的特点，特别是某些镁-锂合金（见前），密度甚至低于1。美英俄等国正在研制含钇镁合金。一种Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金，其密度小于1.9g·cm-3 ，抗拉强密度420Mpa， 0.2%屈服强度360Mpa，比现有任何一种变形镁合金的都高，同高强度铝合金强度相当。
貌似以前有人用过,但是肯定没普遍,徐叔能否考虑一下将镁合金用到轨道车上来.
我记得是那位高人说过，材料美和设计美。。。。
要相信很多方式可以解决很多问题的。。。呵呵
也许就是很快了。
LZ,你太有才了!
引用laoban在2008-2-5 15:40:58的发言：百度上拉下的。
LZ,你太有才了!
用镁合金你太有(财)了
引用j明在2008-2-7 11:45:55的发言：第一,有人用过了,第二,看材料性能.
用镁合金你太有(财)了
中等材料
做300节要多少钱
引用j明在2008-2-8 20:43:40的发言：这材料的价钱倒是挺贵的，肯定比碳纤的贵。
中等材料
做300节要多少钱