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1、張弛 電話：62797603,鎂合金及其應用,鎂的英文名稱為Magnesium，它的命名取自希臘文，原意是“美格尼西亞”，因為在希臘的美格尼西亞城附近當時盛產一種名叫苦土的鎂礦（就是氧化鎂），古羅馬人把這種礦物稱為“美格尼西阿爾巴（magnesia alba）”，“alba”的意思是“白色的”，即“白色的美格尼西亞”。我國則根據這個詞的第一音節(jié)音譯成鎂。鎂的元素符號為Mg。,引言：鎂的發(fā)現和命名,目錄,1 鎂資源及原鎂生產 2 鎂合金的成分、組織和性能 3 鎂合金強化處理 4 鎂合金鑄造 5 鎂合金的塑性成形 6 鎂合金的連接 7 鎂合金的腐蝕及表面防護處理 8 廢鎂的回收及鎂合金的安全生產
2、9 鎂合金的應用,1 鎂資源及原鎂生產,1.1 概述 自19世紀末，由于人類文明的快速進步，金屬材料的消耗與日俱增，某些金屬礦產逐漸枯竭。而鎂是地球上儲量最豐富的元素之一，廣泛存在于白云石、鹽湖和海洋之中，可謂取之不盡，用之不竭。,1.2 鎂資源 鎂在地殼中的儲量極其豐富，儲量為2.77%，在地殼表層儲量居第6位。最主要的鎂資源是海水。,圖1-1,表1-1,世界菱鎂礦儲量和分布 菱鎂礦（MgCO3）是最具工業(yè)價值的鎂礦石之一。,表1-2,中國的鎂資源 我國是世界上鎂資源最豐富的國家，儲量居世界首位，已探明的菱鎂礦石保有儲量30.09億噸，約占世界探明儲量的1/4。,表1-3,白云石（MgCO3
3、CaCO3）也是具工業(yè)價值的鎂礦石之一，其資源遍及全國各省市，已探明儲量在40億噸以上。,表1-4,1.3 鎂的性質 元素特征 元素符號：Mg 原子序數：12 自由原子中各軌道電子狀態(tài)：1s22s22p63s2 相對原子質量：24.3050 原子體積：14.0cm3/mol 品質特征 密度：1.738g/cm3(20), 1.65g/cm3(650), 1.58g/cm3(液態(tài)) 凝固體積變化：體積收縮為4.2% 冷卻體積變化：從650冷卻到 20體積收縮約為5%,晶體結構 在大氣壓下，純鎂的晶體結構是密排六方。,圖1-2,金屬鎂具有接近完美的密排結構，室溫下所測c/a=1.6236與理想密排
4、六方結構的理論預測值c/a=1.633非常接近。,純鎂的晶格常數隨溫度變化,表1-5,圖1-3,熱性能 熔點：標準大氣壓下，6501。 沸點：標準大氣壓下，1090。 熱膨脹：純鎂在較低溫度下的熱膨脹系數見下表,表1-7,熱導率：在低、中溫區(qū)，熱導率在1495700W/(mk)之間。 燃點：在空氣中加熱，金屬鎂在632 635開始燃燒。,力學性能 拉伸性能和硬度：,彈性模量(E)：金屬鎂在20下的彈性模量與純度有關。,泊松比：0.35 蠕變斷裂值：蠕變行為及溫度對蠕變行為的影響見下圖。,圖1-10,1.4 原鎂生產方法 鎂冶金的發(fā)展過程大體經歷了金屬還原鎂的化合物，熔鹽電解和熱還原三個階段。
5、鎂冶金的現代方法主要分為兩種：一是電解法；二是硅熱法。 電解法煉鎂可分為電解熔融氯化鎂和電解溶于熔鹽中的氧化鎂。電解法又依氯化鎂的制得方法不同分為四種：道烏法（DOW）、阿碼克斯法（Amax）、諾斯克法（Norsk Hydro）和氧化鎂氯化法。 硅熱還原法分為皮江法（Pidgeon）、波皮扎諾法（Bolzano）和瑪格尼特法（Magnetherm）三種。,各種煉鎂方法的比較,表1-14,2 鎂合金的成分、組織和性能,2.1 概述 工業(yè)用鎂的純度可達99.9%，但是純鎂不能用做結構材料。在純鎂中加入Al、Zn、Li、Mn、Zr和稀土等元素形成的鎂合金具有較高的強度，可以作為結構材料廣泛應用。 鎂
6、的發(fā)展經歷了三個高峰期，第一個在20世紀20年代至30年代晚期，第二個在20世紀50年代，第三個從20世紀90年代至今。,2.2 鎂合金成分對性能的影響 鎂合金化的特點 晶體結構因素：根據Hume-Rothery Rules，鎘（Cd）在高溫（253）下，能與鎂形成無限固溶體。 原子尺寸因素：溶質和溶劑原子大小的相對差值在15%以內才能形成無限固溶體。,圖2-1,電負性：Darken-Gurry理論認為，電負性差值大于0.4的元素不易形成固溶體。鎂形成Laves（AB2）型結構化合物，其穩(wěn)定性可用熔點來表示。如下圖所示，Mg-Al合金耐高溫性能較差，而Mg-Si耐高溫性能較好。,表2-1,原子
7、價因素：溶質和溶劑的原子價相差越大，則溶解度越小。與低價元素相比，較高價元素在鎂中溶解度較大。,鎂合金成分和牌號 采用美國實驗材料協(xié)會（ASTM）的標記發(fā)法。鎂合金的牌號由三部分組成：頭兩個字母為主要合金元素代號（見下圖），中間兩個數字表示主要合金元素的名義質量分數，最后一個后綴字母（A、B、C、D、E等）是指成分和特定范圍純度的變化。例如：AZ91E。,表2-2,鎂合金的分類及熱處理 鎂合金的分類方式有三種： 化學成分：主要合金元素Mn, Al，Zn，Zr和稀土為基礎，組成基本合金系。 成形工藝：鑄造鎂合金和變形鎂合金。,圖2-2,是否含鋯：含Zr合金和不含Zr合金。,國外在工業(yè)中應用較廣泛
8、的是壓鑄鎂合金，主要有以下4個系列：AZ，AM，AS和AE系列。我國鑄造鎂合金主要有ZK，Mg-Zn-Zr-RE和AZ系列。變形鎂合金有Mg-Mn，AZ和ZK系列。,表2-3,常見壓鑄鎂合金和變形鎂合金的化學成分分別見下表。,表2-4,表2-5,鎂合金熱處理采用與鋁同樣的系統(tǒng)標示。常用的回火有：T4固溶處理，T5人工時效，T6固溶處理后人工時效。,合金元素對組織和性能的影響 加入不同的合金元素，可以改變鎂合金共晶化合物或第二相的組成、結構以及形態(tài)和分布，可能得到性能完全不同的鎂合金。,圖2-3,表2-6,2.3 鑄造鎂合金組織和性能 鎂合金的鑄造方法有多種，包括重力鑄造和壓力鑄造。通常所說的壓
9、鑄（Die Casting）是指高壓鑄造。 2.3.1 Mg-Al系合金組織 Mg-Al系鑄造合金的平衡狀態(tài)組織如下圖。,圖2-4 改,Mg-Al-Zn合金 按組織可以分為兩種類型，典型的合金分別為：AZ92和AZ63。,圖2-6,由于凝固過程中出現的晶內偏析，導致Al和Mg的含量在材料內分布不均，從而影響了材料的耐蝕性和力學性能。力學性能隨著Al含量的增加而提高。,圖2-5,Mg-Al-Mn合金 典型組織除了相和相以外，還有含Mn的中間相。隨含Mn量的高低可能是：AlMn、Al3Mn、Al4Mn、Al6Mn或Al5Mn8。,圖2-7,圖 2-8,上圖中，具有規(guī)則幾何形狀的白色相為AlMn，可
10、以看出其有明顯的偏聚趨勢。AZ61中的AlMn粒子可能是由于在鎂合金的冶煉過程中，為除去有害元素Fe而有意加入Mn元素所致。,Mg-Al-RE合金 Mg-Al-RE合金（如AE21、AE41）的典型組織為相、相和中間相Al4MM（MM指混合稀土）。合金中不存在三元Mg-Al-RE相，這是因為RE優(yōu)先與Al結合。 Mg-Al-Si合金 AS系典型的合金為AS41和AS21，組織特征是在晶界處形成細小彌散分布的穩(wěn)定析出相Mg2Si。AS系鎂合金的耐熱性能較好，適用于較高溫度（150）下強度高的部件。 Mg-Al-Ca合金 Mg-Al-Ca合金組織特征是存在Al2Ca和Mg2Ca化合物。此類合金具有
11、較高的耐熱性和阻燃性，但是腐蝕性能有所降低。,2.3.2 Mg-Zn系合金,Mg-Zn phase diagram,Mg-Zn-MM（混合稀土）合金 由于加入1.5%MM對Mg-8Zn合金組織有強烈的影響，所以Mg-8Zn-1.5MM合金共晶組織有三種不同的共晶相：T相（主要為Mg52.6Zn39.5MM7.9或(Mg,Zn)92.1MM7.9）、Mg4Zn7相和MgZn2 （Laves相）。 Mg-Zn-Al（-Ca）合金 組織特征是存在MgxZnyAlz和MgZn中間相。在含大約2%Al的鎂合金里存在MgZn化合物，但不存在Al12Mg17化合物。Ca的加入能夠提高合金的抗蠕變性能，其大量
12、的存在于MgxZnyAlz相中。,2.3.3 鑄造鎂合金的性能,表2-8,表2-9,表2-10,2.4 變形鎂合金組織及性能 變形鎂合金經過擠壓、軋制和鍛造等工藝后具有比相同成分的鑄造鎂合金更高的力學性能。其工作溫度不超過150。,圖2-9,變形鎂合金常用的是Mg-Al系和Mg-Zn-Zr系。前者中強，塑性較高，后者高強，塑性較低。,變形鎂合金組織,圖2-10,圖2-11,圖2-12,變形鎂合金性能 變形鎂合金力學性能與加工工藝、熱處理狀態(tài)等大有關系。,表2-11,表2-12,表2-13,2.5 鎂合金熱處理時效組織和性能,大部分鎂合金時效過程中都有一個與鎂點陣形成共格沉淀物的階段，這種沉淀物
13、具有DO19晶體結構，其晶胞的a軸為鎂基體a軸的2倍，c軸相同。,表2-14,鎂合金時效過程復雜，可能出現的沉淀過程見下表,表2-15,2.6 冶金缺陷對鎂合金性能的影響 鎂合金在熔煉鑄造時很容易氧化、燃燒和吸氣，其鑄錠常存在一些空隙、氧化物夾雜或蝕坑等缺陷，它們尤其是夾雜物對鎂合金的力學性能和腐蝕性能產生嚴重的影響。 夾雜物：主要為MgO,圖2-17和表2-16,鑄造缺陷（如空隙、夾雜物）是疲勞裂紋源。,圖2-18,圖2-19,3 鎂合金強化處理,3.1 概述 工業(yè)純美的塑性很差，純美多晶的強度和硬度也比較低，不能直接用作結構材料。目前應用于鎂合金的強化處理方法主要有合金化強化、熱處理強化、
14、復合強化和細晶強化。其中，合金化強化為最基本，最常用和最有效的強化處理方法，使其他方法的基礎。,3.2 合金化強化 鎂合金的強化一般都是利用固溶強化、沉淀強化和彌散強化來提高合金的常溫和高溫力學性能，關鍵是選擇合適的合金元素。,表3-1 改 用顏色分類,固溶強化 合金化元素（溶質）完全溶入基體金屬（溶劑）中，溶質原子在溶劑晶格點陣處取代溶質原子，從而通過原子錯排及溶質與溶劑原子之間彈性模量的不同而強化基體金屬。 要形成無限固溶體必須滿足三個條件：溶質、溶劑原子尺寸相差不超過15%，相同的原子價和相似的晶體結構。滿足以上條件的有Cd。不滿足這些條件的形成有限固溶體。 隨著溶質原子化合價的增大，鎂
15、與之形成第二相或穩(wěn)定化合物，而不再是固溶體。常見的化合物類型主要有： AB型-簡立方CsCl結構，如MgTi、MgAg、CeMg、SnMg等； AB2型-Laves相：如MgCu2、MgZn2、MgNi2等； CaF2型-面心立方金屬間化合物：如Mg2Si、Mg2Sn等。,析出強化 機制是析出相阻礙位錯運動和滑移，從而提高屈服強度。為了增強鎂合金的析出強化，選擇合金元素應考慮以下因素： 元素應該在高溫下在鎂中有足夠的固溶度，且隨溫度的降低而降低，以提高合金的時效強化能力； 析出相中應含有較多的鎂，在提高析出相百分含量的同時減少所需的合金元素量； 元素在鎂中的擴散速率應較低，以減少過時效傾向和位
16、錯的攀移。 彌散強化 與析出強化類似，但不同的是，析出相在高溫下迅速長大，失去強化作用，彌散強化顆粒熱穩(wěn)定性好，在常溫和高溫下都有強化作用。,3.3 熱處理強化 目的是改善合金的力學性能。,表3-2,表3-3,一般來說，鎂與其他合金元素形成二元共晶相圖，合金的成分對合金的性能有所影響。,圖3-1,3.4 復合強化 鎂基復合材料可提高鎂合金的力學性能，主要采用石墨纖維、Al2O3纖維、SiC顆粒和BC顆粒作為增強體。增強體與鎂合金的界面特性對復合材料的影響極為重要。,表3-4,從表中看出，復合材料低的抗拉強度同高的界面剪切強度存在著對應關系。,圖中是不同的基體對應的材料抗拉強度的比較。,3.5
17、細晶強化 原理：合金的屈服強度與晶粒尺寸的關系可用Hall-Petch關系表示： yield= 0+kd-1/2 其中： 0晶格摩擦力；kPetch斜率；d晶粒直徑。 細晶強化時，晶界是滑移傳遞的有效障礙，晶界前方的應力集中使得更多的滑移系被激活，合金的整體變形更加均勻，帶來合金強度和韌性的提高。 當鎂合金中的細晶粒（10m）達到一定比例時，合金就會出現超塑性。 方法：變質處理、熱加工、塑性變形和快速凝固等,變質或過熱處理細化晶粒 變質處理：通過添加晶粒細化添加劑對液態(tài)鎂合金溶液進行處理，目前得到應用的主要有含Zr和含C的晶粒細化劑。其中含C的晶粒細化劑主要用于Mg-Al系。,圖3-3 改加入
18、晶體結構,過熱處理：澆注前將熔體溫度升高并保溫一段時間后再降溫到澆注溫度進行澆注的工藝過程。研究表明，過熱處理對Mg-Al系合金有明顯的細化作用。,半固態(tài)成形細化晶粒 它將原料加熱到固液相線之間的溫度，然后將其壓入型腔成形，半固態(tài)成形工藝能產生細小的微觀結構，減小微觀收縮，使材料獲得較高的力學性能。例如：Mg-Zn-Al-Ca合金的半固態(tài)成形。 快速凝固細化晶粒 由于快速凝固時的冷卻速度較大，因而可以獲得細小的粉末晶粒。將粉末晶粒除氣和熱壓固結后，再經軋制、擠壓和鍛造等成形工藝便可以得到細晶材料。,鑄錠變形細化晶粒 通過對鎂合金鑄錠進行后續(xù)變形處理也可以細化晶粒，主要方法如下： 等通道角擠壓（
19、ECAE）： 一種可以使鑄錠等冶金材料 均質化、細晶化的技術。 設備見右圖。,圖3-4,大比率擠壓：由于擠壓比很大，晶粒被拉長以致斷裂成微小的顆粒，晶粒之間的相互摩擦加劇了破碎的過程。,4 鎂合金鑄造,4.1 概述 工業(yè)鎂合金按生產工藝分為鑄造鎂合金和變形鎂合金，其中鑄造鎂合金約占鎂合金總量的90%以上。 按性能特點可以分為高強鎂合金和耐熱鎂合金，高強鎂合金主要以AZ系和ZK系為主，耐熱鑄造鎂合金則大多以EK系為主。 高強鑄造鎂合金一般具有較高的常溫強度和良好的鑄造工藝性能，但是耐熱性差，長期工作溫度不超過150。而耐熱鎂合金一般是指能在150以上溫度范圍內長期工作的鎂合金。,4.2 鎂合金熔
20、煉 特點：鎂合金暴露在大氣中 會迅速氧化，當溫度超過熔點 時遇見氧即發(fā)生劇烈的燃燒， 最終發(fā)生爆炸。,圖4-1,采取措施: 以鹽類溶劑覆蓋于熔體上； 以抑制性元素添加在熔體上作為覆蓋層； 在反應氣氛下處理熔體，在其上形成薄膜； 在惰性氣氛下處理熔體。 無論采取什么措施，均是利用某些成分隔絕高溫鎂與空氣的接觸，阻止鎂的氧化。,4.2.1 熔煉過程中的阻燃保護 熔劑保護 以低于400的熔融鹽覆蓋在鎂熔體表面，切斷鎂液與空氣的接觸。目前國內常用的是RJ系列溶劑。,表4-1,氣體保護 SF6與空氣混合的氣體保護工藝，SF6的作用是使鎂合金液面生成很薄、很致密的一層保護性膜。該膜的主要成分是MgO，并有
21、少量的MgF2存在。 優(yōu)點：大大提高了鎂合金液的純凈度，減少了鎂的熔煉損失； 缺點：SF6是溫室氣體，其溫室作用是CO2的23900倍。 合金化阻燃保護 通過加入合金元素提高鎂合 金的燃點，使熔煉和澆鑄時 不產生燃燒。,圖4-2,4.2.2 鎂合金成形過程中的阻燃保護 主要采用氣相保護，致密膜保護和釉質膜保護。 砂型鑄造過程中的阻燃保護 在型砂中加入氟化物和硼酸，在澆鑄過程中向金屬液流噴硫粉阻燃。 壓鑄過程中的阻燃保護 采用真空壓鑄技術，以隔絕鎂與氧發(fā)生發(fā)應。,4.2.3 鎂合金的精煉和變質處理 精煉處理 背景：鎂的化學活性很強，熔煉過程中以產生非金屬夾雜，惡化合金的力學性能，還伴生縮孔、氣孔
22、等缺陷。鎂合金中主要的氣體是氫，主要的夾雜物是MgO，同時還有MgF2、MgCl2等。 精煉方法：加入C2Cl6、MgCO3和CaCO3等精煉溶劑。 變質處理 目的：細化鑄態(tài)組織晶粒； 方法：碳素材料變質處理法，常用的變質劑為C2Cl6 。,4.3 鎂合金鑄造成形 鎂合金成形主要通過鑄造和塑性變形兩種方式來實現。 常規(guī)壓鑄：鎂合金鑄造最主要的成形工藝； 真空壓鑄：通過在壓鑄過程中抽出型腔內的氣體而減少或消除壓鑄件內的氣孔和溶解氣體，提高壓鑄件的力學性能和表面質量； 擠壓鑄造：北美壓鑄協(xié)會（NADAC）對擠壓鑄造的定義為采用低的充型速度和最小的擾動，使金屬在高壓下凝固，以獲得科熱處理的高致密度鑄
23、件的鑄造工藝。 半固態(tài)鑄造：對于從液相到固相凝固過程中的金屬熔體進行強烈攪拌，在熔體達到一定固相分數時，對其進行壓鑄或擠壓成形。,鎂 合 金 的 鑄 造 缺 陷,表4-9,4.4 鎂合金的鑄造設備,圖4-10,4-12,圖4-13,圖4-17,圖4-18,4-19,圖4-20,圖4-21,5 鎂合金的塑性成形,5.1 概述 鎂具有hcp結構，室溫下滑移系僅為三個，導致鎂合金的塑性很低，冷變形困難。當成形溫度升高到180240之間時，隨著孿晶的形成而有更多的附加滑移面產生，使鎂合金的塑性得到很大提高；而溫度進一步升高達到300 以上，即可出現再結晶過程，使鎂合金具有更好的成形性能。 常用的成形方
24、法有：擠壓成形、鍛造成形、軋制成形、等溫及超塑性成形和板料成形。,5.2 鎂合金軋制技術,表5-2,表5-3,5.3 鎂合金擠壓成形,圖5-2,表5-7,5.4 鎂合金鍛造成形,表5-11,表5-12,5.5 鎂合金等溫成形,圖5-9,圖5-10,5.6 鎂合金的超塑性,表5-17,5.7 鎂合金板材的成形 成形鎂合金與成形鋼、鋁或銅的主要差別是成形溫度。雖然可在室溫下進行某些鎂合金的成形，但使用最多的還是高溫。 5.8 鎂合金先進的塑性成形技術 鎂合金先進的塑性成形技術主要有：等通道擠壓，快速凝固/粉末冶金，噴射沉積，鑄鍛復合成形，液態(tài)模鍛再鍛造，條料鑄軋和噴射+軋制/鍛造/擠壓。,圖5-1
25、9,圖5-26,圖5-18,圖5-24,6 鎂合金的連接,6.1 概述 絕大多數鎂合金可以用氣焊、氬弧焊、電阻焊、電子束焊、釬焊等方法焊接，目前通常使用氬弧焊方法焊接。氬弧焊適用于一切鎂合金焊接，它能得到較高的焊縫強度系數，焊接變形比氣焊小，焊接時可以不用氣劑。且鑄件可用氬弧焊修補并能獲得滿意的焊接質量。 鎂合金因為沒有適用的焊劑，不能用埋弧焊。 鎂合金也可用粘接連接。,6.2 鎂合金焊接特點與焊接性 焊接特點 （1）粗晶 （2）氧化與蒸發(fā) （3）薄件的燒穿與塌陷 （4）熱應力 （5）裂紋 （6）氣孔 鎂合金在沒有隔絕氧的條件下焊接，易燃燒，焊接時需用惰性氣體或焊劑保護。由于焊鎂時要求用大功率
26、的熱源，當接頭出溫度過高時，母材料將產生“過燒”現象。因此，焊鎂時必須控制好接頭溫度。,鎂合金的焊接性,表6-1,表6-2,6.3 鎂及鎂合金的焊接技術 氣焊：火焰的熱量散布范圍大，焊件加熱區(qū)域較寬。所以焊縫的收縮應力大，容易產生裂紋等缺陷。主要用于不太重要的鎂合金薄板結構的焊接及鑄件的焊補。 氬弧焊：熱影響區(qū)尺寸及變形比氣焊時小，焊縫的力學性能和耐腐蝕性能都比氣焊高，是目前焊接鎂合金最常用的方法。 電阻電焊：瞬時快速加熱，用于某些鎂合金框架、儀表艙、隔板的焊接。 釬焊：所用釬料為鎂合金釬料，釬劑一般用氯化物和氟化物混合粉末。,6.4 鎂合金的粘接 鎂合金粘接已被廣泛應用于軍用飛機蒙皮、面板的
27、連接中，并在汽車裝配件的原型連接中應用前景看好。,表6-23,7 鎂合金的腐蝕及表面防護處理,7.1 概述 鎂及鎂合金表面極易產生腐蝕形成疏松多孔的氧化鎂,耐腐蝕性差,制約了鎂合金的廣泛應用. 影響鎂合金耐腐蝕性能的因素：氯化物溶劑夾雜；夾雜元素Fe，Ni，Co，Cu；合金的使用環(huán)境；加工工藝和組織狀態(tài)等。 提高鎂合金耐腐蝕性能的方法：提高合金的純凈度，最大限度地降低鎂合金中重金屬元素的含量；采用各種表面處理方式，對合金表面進行防護處理。,7.2 鎂的電化學特性及耐腐蝕性 鎂的電化學特性 鎂的平衡電位在金屬中是非常低的，其腐蝕電位依介質而 異，一般在+0.5-1.64V之間。在自然環(huán)境中的腐蝕
28、電位為 -1.3 -1.5V。,表71,鎂在室溫下的腐蝕熱力學和動力學,圖71,MgH2OMgOH2 Mg 2H2OMgO2H Mg=Mg2+ +2e,鎂的負差數效應 隨著電位正移，鎂的析氫反而加速，這與Fe和Zn的析氫行為截然相反。,圖72,氧化鎂膜的結構和特點 MgO的晶格屬于n-型半導體。MgO晶體中存在多余的Mg 2 ，以間隙離子的形式存在其中，同時還存在負電子。在一定的激活能下，金屬離子Mg 2和電子將通過間隙擴散。高溫氧化時，間隙離子Mg 2和電子e向MgO/O2界面遷移，并于氧反應生成MgO，這樣的結果是在MgO/O2界面上氧化鎂增長。 鎂在室溫不同環(huán)境下的腐蝕 大氣中：立即氧化
29、形成灰色的MgO膜； 潮濕大氣：MgO將轉化為Mg(OH)2； 水溶液中：在酸性、中性或弱堿性溶液中，鎂被腐蝕而生成Mg 2離子，但是在PH值為1112或以上的堿性區(qū)，容易生成穩(wěn)定的Mg(OH)2膜而達到鈍化耐蝕，,鎂在高溫下的氧化腐蝕 在高溫時，鎂在空氣中極易氧化，氧化膜失去保護性。,表72,表73,7.3 鎂合金的腐蝕類型,金屬腐蝕可以分為全面腐蝕和局部腐蝕。從工程技術上看，全面腐蝕相對局部腐蝕危險性要小些，局部腐蝕往往在沒有任何征兆的情況下，金屬結構就突然發(fā)生斷裂，可能造成嚴重的事故。 鎂合金腐蝕的主要類型： 全面腐蝕與電偶腐蝕,電偶腐蝕是鎂合金在腐蝕環(huán)境中產生的一種電化學腐蝕，在宏觀上
30、表現為全面腐蝕。,表74,應力腐蝕開裂（SCC） 應力腐蝕開裂（SCC，Stress Corrosion Cracking）是指材料在特定的腐蝕介質和拉應力共同作用下發(fā)生的脆性斷裂。由電化學腐蝕加上應力的作用導致裂紋形成，裂紋的發(fā)展主要由力學因素引起，直至斷裂。 腐蝕疲勞 在20世紀初期Moore就進行了Elektron鎂合金旋轉彎曲疲勞壽命試驗，但此后這方面的研究進展緩慢。影響鎂合金疲勞極限的因素有：合金元素，加載頻率，工作介質等。,其他腐蝕,圖73,圖74,7.4 影響鎂和鎂合金耐腐蝕性的因素 影響因素 純度及合金元素種類：氫過電位低的雜質如Fe，Ni，Cu，Co的存在，會強烈加速鎂的腐蝕
31、。Cd，Zn，Ca，Ag對腐蝕速率有輕微的中等加速的影響。重金屬雜質還常常導致與緊固件或非同類金屬連接件的一般性點狀腐蝕。 熱處理：一般情況下凡是導致析出金屬間化合物的熱處理通常都會降低鎂合金的耐蝕性。 冷加工：如拉伸和彎曲，對腐蝕速率無明顯影響。,提高鎂合金耐腐蝕性能的途徑 減少鎂合金中的有害雜質元素，使鎂合金高純化； 采用快速凝固工藝，擴大固溶度限制和細化晶粒； 通過合適的表面處理。,7.5 鎂合金的表面處理 當前商業(yè)應用的鎂合金表面處理方法主要為陽極氧化、化學轉化膜以及鍍鎳，使鎂合金表面形成一層新的保護膜。鎂合金表面形成含MgO、MgAl2O4、MgF2、Mg17Al12等的保護膜均有利
32、于提高鎂合金表面的耐蝕性。,8 廢鎂回收及鎂合金安全生產,8.1 概述：鎂合金廢料主要產生于壓鑄產品的生產和加工,圖81,.8.2 壓鑄廢鎂合金的分類,表81,8.3 鎂合金廢料的處理 對鎂合金廢料進行前期處理然后熔煉。,圖83,8.4 鎂合金安全生產 鎂具有非?；顫姷幕瘜W性質，鎂粉、鎂屑又極具易燃、易爆性，這是安全生產和防范的關鍵。,圖84,圖85,9 鎂合金的應用,9.1 概述 鎂合金被譽為“21世紀綠色工程材料”，世界鎂產業(yè)以每年1525的幅度增長，這在近代工程金屬材料的應用中是前所未有的。 鎂合金具有優(yōu)異的性能（低密度、比剛度和比強度高），因而廣泛應用于航空、航天、交通工具、3C產品、紡織和印刷行業(yè)等。,9.2 鎂合金在汽車工業(yè)上的應用,圖91,圖92,9.3 鎂合金在摩托車上的應用,圖94,圖95,鎂合金摩托車輪,圖98,圖99,圖911,9.4 鎂合金在自行車上的應用,鎂合金自行車,鎂合金自行車架,9.5 鎂合金在航空上的應用,表91,圖916,圖918,9.6 鎂合金在3C產品上的應用,圖920,圖921,鎂合金諾基亞3310手機殼,鎂合金外殼MP3,9.7 鎂合金在武器中的應用,圖922,9.8 鎂及鎂合金在其他領域中的應用,圖923,謝 謝 大 家,
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