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镁合金的优缺点及应用
镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料,比重与塑料相近,刚度、强度不亚于铝,具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能,并且可以全回收无污染。镁合金质量轻, ｋg／m3,是铝的2/３,钢的1/4,强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷,具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低,具有良好的阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,非常适合用于汽车的生产中,同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。
一、镁合金的优点
1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中,镁的密度最小,是钢的１/５,锌的1/4,铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同,因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。
2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时,易产生较大的变形。但当受冲击载荷时,吸收的能量是铝的1．５倍,因此,很适合应于受冲击的零件—车轮;镁合金有很高的阻尼容量,是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。
3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良
好的压铸材料,它具有很好的流动性和快速凝固率,能生产表面精细、棱角清晰的零件,并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低,与生产同样的铝合金铸件相比,其生产效率高4０%～50%,且铸件尺寸稳定,精度高,表面光洁度好。
4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削***,工具消耗低。而且不需要磨削和抛光,用切削液就可以得到十分光洁的表面。
5、资源丰富。中国是镁资源大国,菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富,为中国的原镁工业及“下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪９0年代以来,随着改革开放和市场经济的不断深入发展,中国镁工业也有了突飞猛进的发展。200０年全国镁产量约为２00 ｋt,几乎占世界镁产量的４0%,位居全球第一。20０５年,原镁产量达到35４ kt,原镁产能接近6０0　kｔ,比2０04年净增1０0kt,同比增长32．1%,占全球镁产量的２/３,成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。
二、镁合金的缺点
1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力,其在高温下甚至还处于固态的情况下,就很容易与空气中的氧气发生反应,放出大量热,且生成的氧化镁导热性能不好,热量不能及时发散,继而促进了氧化反应的进一步进行,形成了恶性循环,而且氧化镁疏松多孔,不能有效阻隔空气中氧的侵入。
2、室温塑性差。镁属于密排六方晶体结构,其在室温下只有1个滑移面和3个滑移系,因此它的塑性变形主要依赖于滑移与孪生的协调动作,但镁晶体中的滑移仅发生在滑移面与拉力方向相倾斜的某些晶体内,因而滑移的过程将会受到极大地限制,而且在这种取向下孪生很难发生,所以晶体很快就会出现脆性断裂。在温度超过25０℃时,镁晶体中的附加滑移面开始起作用,塑性变形能力变强。
3、耐蚀性差。镁具有很高的化学活泼性,其平衡电位很低,与不同类金属接触时易发生电偶腐蚀,并充当阳极作用。在室温下,镁表面与空气中的氧发生反