镁合金及稀土镁合金行业报告.docVIP

镁及稀土镁合金报告 2011年5月29日 第一章 镁、镁合金及稀土镁合金综述 1.1 镁及镁合金 镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，熔点为651沸点为1101.2 合金元素对镁合金性能的影响 合金元素对镁合金性能有着重要的影响，加入不同的合金元素，可得到性能完全不同的镁合金。 1、Al 铝可以改善压铸件的可铸造性，提高铸件的强度。但是，β-Mg17Al12在晶界上析出会降低合金的抗蠕变性能。特别是在AZ91镁合金中β-Mg17Al12析出量会达到很高。在铸造镁合金中铝含量可以达到7%-9%，而在变形镁合金中铝含量一般控制在3%-5%。铝含量越高，耐腐蚀性越好。但是，应力腐蚀敏感性随铝含量的增加而增加。 2、Zn 锌可以提高铸件的抗蠕变性能。当锌含量大于2.5%时，对防腐性能有负面的影响。所以锌含量一般控制在2%以下。锌能提高应力腐蚀的敏感性，明显的提高了镁合金的疲劳极限。 3、Mn 在镁合金中加入锰对合金的力学性能影响不大，但降低塑性，在镁合金中加入锰的主要目的是提高合金的抗应力腐蚀倾向，从而提高耐腐蚀性能和改善合金的焊接性能，锰略微提高合金的熔点，其含量一般控制在1%-2.5%。 1.3镁合金的特性 镁合金作为一种轻质的结构材料，具有以下一些优点： 1、比强度、比刚度高，用镁合金代替部分铝合金，则可减轻飞机发动机、仪表及各种附件的重量。 2、吸震性能高，镁有极好的滞弹吸震性能，可吸收噪音与震动，用作设备机壳减少噪音传递、耐冲击，减轻凹陷损坏，其抗冲击性是塑料的20倍。 3、良好的铸造性能，在保持良好结构的条件下，镁制品壁厚可小于0.6mm这是塑胶制品在相同强度下无法达到的。铝也只能在1.2-1.5mm范围内才可与镁相比。 4、模铸生产率高，与铝相比，镁合金的热容更低，这意味着它在模具内能更快凝固。一般，其生产率比压铸铝高出40%-50%，最高可达压铸铝的两倍。 5、良好的切削性能，镁的良好的切削性能表现在：允许较高的切削速度，缩短切削加工时间；比其他金属又高出几倍的刀具寿命(极少停机及换刀节省了操作时间与刀具成本)；可一次切削获得优良的表面光洁度，极少出现积屑瘤；有良好的断屑特性及温度传导性，可免除使用冷却液或润滑液。 6、再生性，废旧镁合金铸件可再融化，并作为AZ91、AM60或AM50的原材料进行铸造。由于压铸件的需求不断增长，可回收循环利用能力是非常重要的。这种符合环保要求的特点，使得镁合金比许多塑胶材料更具有吸引力。 7、高的散热性，镁合金的导热能力是ABS树脂的350~400倍，特别适合于制作元件密集的电子产品。也可以用作计算机、手机等产品的外壳，以降低电磁波对人体辐射危害。 虽然镁合金有上述优点，但是在实际生产中，由于镁合金自身的一些特性，限制着镁合金的广泛应用，主要有： 1、塑性差，大部分镁合金是压铸成型，使得镁合金在工业领域的应用受到限制。 2、耐蚀性差，镁合金的化学性质活泼，在潮湿的环境下很容易腐蚀，使得镁合金对应用环境有较高的要求，从而限制了镁合金的普遍应用。 3、耐热性差，通用的Mg-Al合金的工作温度一般不能超过120℃，而诸如汽车动力部件之类的高温部件的工作温度将达到150℃，这已经超过了镁合金的允许使用温度，这也是限制镁合金普遍应用的主要原因之一。 1.4 镁合金分类 1.4.1 变形镁合金：MB＋顺序号表示 1、MB1、MB8为Mg-Mn系合金：具有良好耐蚀性和焊接性，使用温度不超过150℃。主要用于制作飞机蒙皮、壁板及宇航结构件。 2、MB2、MB3、MB5、MB6、MB7为Mg-Al-Zn-Mn系合金：具有好的室温力学性能和焊接性。主要用于制造飞机舱门、壁板及导弹蒙皮。 3、MB15、MB21、MB25为Mg-Zn-Zr系合金：具有较高拉伸与压缩屈服强度、高温瞬时强度及良好的成形和焊接性能，但塑性中等。主要用于制造飞机长桁、操作系统的摇臂、支座等。 4、Mg-Li系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工业中具有良好的应用前景。 1.4.2铸造镁合金：ZM＋顺序号表示 1、ZM1、ZM2、ZM7、ZM8为Mg-Al-Zr 系：ZM1合金虽有高的室温力学性能，但不易焊接，故只能用于铸造形状较简单的零件。ZM2在ZM1基础上添加了一定量的稀土元素，使铸造性及可焊性得到明显改善，可用于制造在170-200℃下长期工作的零件。ZM7合金因含有银而改善了合金的时效强化效应，力学性能进一步提高，适于制造承受较大载荷的零件，如直升机轮毂等。 2、ZM5：Mg-Al-Zn系：较高的强度，良好的塑性和铸造工艺性能，耐热性较差，主要用于制造150℃以下工作的飞机、导弹、发动机中承受较高载荷的结构件或壳体。 3、ZM3、ZM4和ZM6：Mg-RE-Z