与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属 粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧 金属镁无磁性，且有良好的热消散性 镁能直接与氮、硫和卤素等化合
2020/7/1
2
镁合金的性能
➢ 比重小：铝的2/3，铁的1/4 ➢ 比强度高:比铝合金高50MPa，是碳钢2倍 ➢ 减震性好：阻尼性优于铸铁 ➢ 抗冲击：优于铝合金和软钢 ➢ 切削性好：切削力为铝和软钢的1/2 ➢ 电磁屏蔽优良:可屏蔽频率范围较广 ➢ 易再生利用：可节约资源、保护环境
2020/7/1
10
镁合金性能的改善方法
合金元素影响镁合金的力学、物理、化学和工艺性能
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: Al＞Zn ＞Cu 4.提高韧性: Zn＞Al ＞Cu
(2) 提高耐蚀性，但也同时增加应力腐蚀敏感性
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
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
Si: (1) 改善铸件的热稳定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流动性
比重小 抗冲击
减震 性好
电磁屏蔽 优良
耐腐蚀 性能差
ห้องสมุดไป่ตู้
比强度高
延展 性差
易再生 利用
材料 镁合金
铝合金 工程塑料 铸铁
ρ/gcm-3 1.74-1.90
2.70 1.13-2.0
7.15
E/GPa 45
70 15-25
180
E/ρ 24-26
σ/MPa
σ/ρ
减震系数
180-300 118-172 30-60％
25.9 10-12.5
24.3
200-350 100-250 200-400
73-128 50-167 27-54
2-5％ -
10-17％
2020/7/1
3
镁合金的晶体结构
2020/7/1
4
ASTM 命名方法
AZ 9 1D
2020/7/1
标识代号 表示Zr含量大致为1% 表示Zn含量大致为9% 代表名义含量(质量分数)次高的合金元素Zr 代表名义含量(质量分数)最高的合金元素Zn
5
合金材料的处理状态
2020/7/1
6
镁合金的分类
2020/7/1
7
镁合金的强化方法
纯镁的室温性能很差，通过以下处理性能得以大幅改善
2020/7/1
8
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、 Cu
Al: (1) 强度、硬度及铸造性，含量过高时脆化
σ是屈服应力；σ0是单晶体的屈服应力；K是常数；d 是晶粒尺寸
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 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
2020/7/1
13
镁合金性能的改善方法
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
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。
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
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)
2020/7/1
11
镁合金性能的改善方法
能否热处理强化取决于固溶度是否随温度变化 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
2020/7/1
12
镁合金性能的改善方法
合金的屈服强度和晶粒尺寸之间满足Hall-Patch关系 σ=σ0 + Kd-1/2
2020/7/1
20
Cooperate and Win Together
Thanks !
2020/7/1
21
目录
镁合金的物理冶金特性 镁合金的牌号与分类 镁合金的强化方式与途径 常用镁合金的性能
2020/7/1
1
金属镁的特性
镁(magnesium) - 银白色金属元素，略有延展性
元素特性: 原子量：24.31 密度:1.74g/cm3
熔点:648.8 ℃ 沸点:1107 ℃
化合价+2
电离能7.646 ev
2020/7/1
9
合金元素对材料性能的影响
Si: (1) 改善铸件的热稳定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流动性
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
Re: (1) 提高耐热性 (2) 晶粒粗化
Cu、Fe、Ni: 降低合金的耐腐蚀性，需严格管控
2020/7/1
14
材料性能的种类
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
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)
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
2020/7/1
15
不同制备方法的材料性能
2020/7/1
16
不同制备方法的材料性能
2020/7/1
17
不同制备方法的材料性能
2020/7/1
18
不同制备方法的材料性能
2020/7/1
19
不同制备方法的材料性能