高强镁合金的制备及研究进展综述

来源: 聚展网2024-04-18 18:21:29 175分类: 海鲜水产资讯

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摘要：镁合金因其优异的性能被誉为“２１世纪绿色工程材料”。本文详细介绍了镁合金分类及其特性，同时综述了高强镁合金的常见制备工艺及应用现状，着重介绍粉末冶金法、快速凝固法、机械合金化和挤压成型技术，展望了高强镁合金在轻量化工业的发展方向，旨在为我国镁合金行业发展提供技术参考。

１镁合金

1.1根据加工工艺分类

变形镁合金由轧制、挤压等塑性变形所制备，主要有Ｍｇ－Ｍｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ系和Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｎ系合金。其中Ｍｇ－Ｍｎ系合金耐腐蚀，焊接性好，但工作温度不超过１５０ ℃；Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ系合金焊接性能较为优异；Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｎ系合金具有优异的机械性能和可焊性。变形镁合金晶粒尺寸较小，有良好的力学性能。

铸造镁合金由砂模铸造、金属模铸造、熔模铸造制备，主要有Ｍｇ－Ａｌ系和Ｍｇ－ＲＥ系合金，铸造镁合金具有铸造结构优异、加工周期短、装配成本低、适用于大批量生产等特点。

1.2 根据是否加入ＲＥ分类

1.2.1常规镁合金

常规镁合金可分为Ｍｇ－Ａｌ系和Ｍｇ－Ｚｎ合金。Ｍｇ－Ａｌ系合金使用最为广泛，包括ＡＺ系列、ＡＭ系列、ＡＳ系列和ＡＥ系列，其中ＡＺ系合金（Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ）屈服强度高；ＡＭ系合金（Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ）具有优良的韧性和铸造性能；ＡＳ系合金（Ｍｇ－Ａｌ－Ｓｉ）在高温下具有出色的蠕变性能；ＡＥ系合金（Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ）耐蚀性强。Ｍｇ－Ｚｎ系列合金是最具有发展前景的耐热镁合金，它具有强大的时效强化能力和出色的高温机械性能，承载能力强，铸造成本低。表１是Ｍｇ－Ｚｎ系典型镁合金的力学性能。

1.2.2 稀土镁合金

传统镁合金高温强度和耐热性能始终没能达到理想要求，而且工作温度不能超过125 ℃，在航空航天、汽车等动力系统的高温环境中很难适用。稀土元素具有很好的脱氧和脱水作用，降低了孔隙和氧化物的产生。稀土元素主要是在合金中形成性能优异的稀土化合物和固溶相，这些化合物或固溶相在晶界处偏析导致位错密度增加，晶格发生畸变。适量的稀土元素可以改善合金的流动性、高温蠕变性、耐腐蚀性能和拉伸性能，并减少收缩和热裂的趋势，特别是对于铸造镁合金。