镁合金性质与特点.pptx

2024/8/7 周三周三1目目 录录 n 镁合金的物理冶金特性镁合金的物理冶金特性n 镁合金的牌号与分类镁合金的牌号与分类n 镁合金的强化方式与途径镁合金的强化方式与途径n 常用镁合金的性能常用镁合金的性能2024/8/7 周三周三2金属镁的特性金属镁的特性n元素特性:n原子量：24.31 密度:1.74g/cm3n熔点:648.8 沸点:1107 n化合价+2 电离能7.646 ev 镁(magnesium)-银白色金属元素，略有延展性 n 与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属n 粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧 n 金属镁无磁性，且有良好的热消散性 n 镁能直接与氮、硫和卤素等化合 2024/8/7 周三周三3镁合金的性能镁合金的性能比重小：比重小：铝的铝的2/3，铁的，铁的1/4比强度高比强度高:比铝合金高比铝合金高50MPa，是碳钢，是碳钢2倍倍减震性好：减震性好：阻尼性优于铸铁阻尼性优于铸铁抗冲击：抗冲击：优于铝合金和软钢优于铝合金和软钢切削性好：切削性好：切削力为铝和软钢的切削力为铝和软钢的1/2电磁屏蔽优良电磁屏蔽优良:可屏蔽频率范围较广可屏蔽频率范围较广易再生利用：易再生利用：可节约资源、保护环境可节约资源、保护环境比强度高比强度高减震减震性好性好电磁屏蔽电磁屏蔽优良优良比重小比重小易再生易再生利用利用抗冲击抗冲击耐腐蚀耐腐蚀性能差性能差延展延展性差性差材料材料/gcm-3E/GPaE/MPa/减震系数减震系数镁镁 合合 金金1.74-1.904524-26180-300118-17230-60铝铝 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-铸铸 铁铁7.1518024.3200-40027-5410-172024/8/7 周三周三4镁合金的晶体结构镁合金的晶体结构2024/8/7 周三周三5ASTM 命名方法命名方法代表名义含量代表名义含量(质量分数质量分数)最高的合金元素最高的合金元素Zn代表名义含量代表名义含量(质量分数质量分数)次高的合金元素次高的合金元素Zr表示表示Zn含量大致为含量大致为9%表示表示Zr含量大致为含量大致为1%D19ZA标识代号标识代号2024/8/7 周三周三6合金材料的处理状态合金材料的处理状态2024/8/7 周三周三7镁合金的分类镁合金的分类2024/8/7 周三周三8镁合金的强化方法镁合金的强化方法n 纯镁的室温性能很差，通过以下处理性能得以大幅改善纯镁的室温性能很差，通过以下处理性能得以大幅改善2024/8/7 周三周三9合金元素对材料性能的影响合金元素对材料性能的影响镁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)强度、硬度及铸造性，含量过高时脆化 (2)提高耐蚀性，但也同时增加应力腐蚀敏感性n Zn:(1)具有固溶强化及时效强化作用，改善机械性质及耐腐蚀性 (2)含量过高时，流动性降低，减低铸造性n Mn:(1)与Fe形成高熔点的Al-Fe-Mn化合物沉淀，减少了杂质铁对抗蚀性的危害 (2)细化晶粒 (3)提高韧性n Si:(1)改善铸件的热稳定性，(2)降低塑性 (3)提高流动性提高流动性2024/8/7 周三周三10合金元素对材料性能的影响合金元素对材料性能的影响n Be:(1)微量Be能有效降低镁合金在熔融、铸造和焊接过程中熔体表面的氧化 (2)晶粒粗化n Re:(1)提高耐热性 (2)晶粒粗化n Cu、Fe、Ni:降低合金的耐腐蚀性，需严格管控n Si:(1)改善铸件的热稳定性，(2)降低塑性 (3)提高流动性提高流动性2024/8/7 周三周三11镁合金性能的改善方法镁合金性能的改善方法n 合金元素影响镁合金的力学、物理、化学和工艺性能n 利用固溶强化、析出强化、弥散强化来提高合金的常温和高温力学性能1.从晶体学、原子的相对大小、化学因素进行考虑2.较高的固溶度，随温度变化有明显变化，时效后形成有效强化效果的过渡相3.提高强度:AlZn Cu4.提高韧性:ZnAl Cu2024/8/7 周三周三12镁合金性能的改善方法镁合金性能的改善方法n 能否热处理强化取决于固溶度是否随温度变化n 镁合金的热处理工艺大致可分为退货和固溶时效两大类1.退 火：降低镁合金铸件的内应力提高工件的尺寸稳定性2.固溶时效：形成过饱和固溶体及有效析出物2024/8/7 周三周三13镁合金性能的改善方法镁合金性能的改善方法n 合金的屈服强度和晶粒尺寸之间满足Hall-Patch关系=0+Kd-1/2是屈服应力；0 0是单晶体的屈服应力；K是常数；d 是晶粒尺寸n 室温下铝的K值是68，镁的K值是280，纯镁或镁合金之 晶粒细化对屈服强度的增加效果非常明显n 晶粒细化的途径热挤压，粉末冶金、热机械处理(TMT)、等通道角挤压方法、快速凝固2024/8/7 周三周三14镁合金性能的改善方法镁合金性能的改善方法n 复合材料功能1.提高成核率2.增加冷却率3.阻止晶界移动n 作为结构材料使用时，硬度、刚度及耐磨性不够理想，使用上受到限制。n 保持镁合金轻量化优势下，使用SiC、Al2O3、石墨、纳米陶瓷微粒等制 造镁基复合材料来提高镁合金强度和耐磨性n 复合材料的制造方法1.铸造冶金法（Casting)2.粉末冶金法（Powder Metallurgy）3.喷射沉积法(Spry Forming)2024/8/7 周三周三15材料性能的种类材料性能的种类n 材料性能主要表现为以下四种：1.力学性能 2.物理性能 3.化学性能 4.工艺性能n 材料力学性能主要有以下七种：1.弹性(弹性模量与刚度)2.强度(屈服强度与抗拉强度)3.塑性(延伸率)4.硬度(布氏、洛氏与维氏)5.冲击韧性(冲击吸收功)6.疲劳特性(应力大小与循环次数)7.耐磨性(尺寸变化与质量损失)n 针对性能主要从以下五种成型方式介绍：砂型和永久型铸造、压铸、锻造、挤压、片材与板材2024/8/7 周三周三16不同制备方法的材料性能不同制备方法的材料性能2024/8/7 周三周三17不同制备方法的材料性能不同制备方法的材料性能2024/8/7 周三周三18不同制备方法的材料性能不同制备方法的材料性能2024/8/7 周三周三19不同制备方法的材料性能不同制备方法的材料性能2024/8/7 周三周三20不同制备方法的材料性能不同制备方法的材料性能2024/8/7 周三周三21Thanks!Cooperate and Win Together