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第八章镁合金

8.1概述

1808年5月，英国化学家戴维（SirHumphryDavy电解汞和氧化镁的混合物，得到镁汞齐，将镁汞齐中的汞蒸馏后，就得到了银白色的金属镁。镁的英文名称为Magnesium，它的命名取自希腊文，原意是“美格尼西亚”，因为在希腊的美格尼西亚城附近当时盛产一种名叫苦土的镁矿（就是氧化镁），古罗马人把这种矿物称为“美格尼西·阿尔巴（magnesiaalba）”，“alba”的意思是“白色的”，即“白色的美格尼西亚”。我国则根据这个词的第一音节音译成镁。镁的元素符号为Mg。

SlipsystemsinmagnesiumHexagonalclosepacked

directionPlaneCrystallographicelementsNumberofindependentmodeac+aBasalslipPrismaticslipPyramidalslipPyramidalslip(0002)11-20{1-100}11-20{1-10l}11-20{hkil}11-2-32245aslipa+cslipMgslipsystemsSlipsystemsinmagnesium(hcp)

Thedegradationactionofmagnesiumanditsalloysmakesthemveryattractiveforbiodegradableimplantscardiovascularstentbonefixationmaterial

8.2镁的合金化

镁合金的合金元素稀土元素与镁不仅共晶温度比Mg-Al和Mg-Zn系高，Mg-RE系的α固溶体和稀土化合物（Mg9Nd，Mg9Ce等）的耐热性也高，原子扩散速度慢，有利于抗蠕变性能，故Mg-RE-Zr和Mg-RE-Mn系合金是耐热Mg合金，可在150~250℃工作。RE除了提高耐热性外，还能降低液、固二态合金的氧化速度，改善铸造和变形性能。Nd的综合作用最佳，能同时提高室温和高温强化效应；Ce和混合RE次之，有改善耐热性的作用，但常温强化效果很弱；La的效果较差，比不上Nd和Ce。

8.3镁合金的分类分为两类，变形镁合金和铸造镁合金。不过，许多镁合金既可做铸造合金，也可做变形合金。经锻造和挤压后，变形合金比同成分的铸造合金有更高的强度。

镁合金的热处理类型T1——部分固溶加自然时效；T2——铸后退火；T3——固溶加冷加工；T4——固溶处理加自然时效；T5——人工时效；T6——固溶处理加人工时效；T7——固溶处理加稳定化处理；T8——固溶处理、冷加工加人工时效。

镁及镁合金的应用

镁合金在汽车工业中的应用

镁合金在3C工业中的应用DVD外壳手机外壳DELL:支撑TFTLCD面板的上盖和机身底座下盖皆为镁合金

镁合金在航空领域中的应用美军B-36重型轰炸机：每架用4086Kg镁合金簿板。

镁合金牌号变形镁合金牌号冠以MB，铸造镁合金冠以ZM，后面标以序号。国际上按美国ASTM（AmericanSocietyforTestingMaterials）标准划分镁合金。合金牌号用四位数表示,前两位为英文字母，代表合金系中的主合金化元素，后两位数字则分别代表各合金元素的名义成分（质量分数）。合金中字母与所对应的元素为：A—铝，B—铋，C—铜，D—镉，E—稀土，F—铁，H—钍，K—锆，L—锂，M—锰，N—镍，P—铅，Q—银，S—硅，T—锡，W—钇，Z—锌。例如AZ91表示Mg-Al-Zn系合金，其中Al的名义成分为9%，Zn的名义成分为1%。

变形镁合金主要合金系：Mg-Zn-Zr、Mg-Al-Zn、Mg-RE-Zr、Mg-Mn、Mg-Li系。

Mg-Zn-Zr系合金这类合金是热处理强化变形镁合金。MB15为其中的一种。成分：w(Zn)=5~6%，w(Zr)=0.3~0.9%，w(Mn)=0.1%。强化相是Mg2Zn3，当加热到400℃左右，强化相溶于基体。但使质点Zr溶解，要加热到更高温度，一般固溶处理温度为505-515℃，时效温度160-180℃。从液态析出的Zr强烈细化晶粒。热处理：①固溶+人工时效；②热变形+人工时效。后者可提高合金的塑性。

Mg-Zn-Zr系合金应用：MB15为高强度变形镁合金，耐蚀性好，热处理工艺简单，制作形状复杂的大型构件，如飞机上的机翼长桁、翼肋等，使用温度不超过150℃。缺点是焊接性差，不能做焊接件。加入稀土元素Nd-提高耐蚀性和强度；加Y-提高强度；加La-提高室温强度、高温强度和焊接性。

Mg-Mn系合