镁铝合金应用状况

镁铝合金应用状况

学生：王昕雨

班级：2014 42

指导教师：

活动时间：2012年8月1-8月5日 日

镁铝合金应用状况

选题背景: 世界汽车工业的快速发展，为节约能耗、减轻车身重量、改善环境，汽车开发商们都在研究用于汽车的新型材料，美国和德国的汽车制造商们在这方面可称先驱，随着科学技术的不断发展，作为轻金属的镁越来越受到汽车工业专家们的器重，在铝合金部件在汽车工业上的应用普遍被世人看好的同时，镁及镁合金在汽车制造工业的应用领域也被人们逐渐看好，并显示出了巨大的发展潜力。

主要研究方法: 网上查资料 翻阅书籍

研究目的:镁铝合金性质及应用

项目条件:汽车轮胎架

研究的基本思路:在本次的研究性学习中，认真地选取课题，再定下研究性学习课题之后，搜集有关镁铝合金的介绍应用。对搜集的资料进行分析，得出研究结果。 研究心得:镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景。

研究的基本过程: 确定好要研究的项目后，分析要研究这个项目的原因,采访有关学科的老师，到网上搜索有关消息。

研究的科学性先进性实用性: 广泛搜集资料，具有真实性与准确性。可供日常参考

中文摘要：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一。

关键词:镁铝合金、性质应用 研究报告:由于镁的密度小，它的合金也以质轻著称。一般镁合金的密度在

1.8g·cm-3以下，镁，锂合金的密度低于镁 1.6g·cm-3.某些超轻型镁。锂合金密度甚至低于1,比水还低。镁和镁的合金的低密度使其比性能提高。例如,20℃时的弹性模量为45Gpa,比铝(70Gpa)和Ti(120Gpa)的低,但三者的比弹性模量相同(～26Gpa)。镁和镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景。

镁的熔点为 651℃,沸点为1107℃。镁的蒸气压很高,627℃时为

215.95Pa,727℃时为1037.1Pa,因此镁铍极易挥发。镁原子最外层的两个电子很易失去,是很活泼的金属。常温下镁能与F、Cl、Br、I等元素作用生成相应化合物。加热时镁能与硫、氮作用生成MgS和Mg3N2。在空气中镁会慢慢

氧化,失去银白光泽而变黑。若温度提高至400℃以上,镁的氧化速度增快,超过500℃以后氧化速度更快,会着火燃烧,此时会生成氧化镁和少量氮化镁。镁燃烧时会发出非常强烈的光亮。

纯镁不适合做结构材料。作为结构材料应用的镁主要是镁合金和铝－镁合金。全世界约有千种铝合金牌号,若按化学成份归类的话,约为300多种。这300多种铝合金几乎都含有镁,其中以镁作为主要添加剂的铝－镁合金(镁含量最高为10.5%)约为40种。全世界各国镁合金品牌共有200多种,这些品牌按化学成份可归为30多种。共中变形镁合金黄色10多种,铸造镁合金20多种,铸造镁合金主要有以下3个体系。 1) 镁－铝合金。这种合金自第一次世界大战被德国使用以来,成了最广泛使用的铸造镁合金的基础。大部份含有8%～9%的铝及少量的锌(使拉伸性能有某些提高)和锰(改善抗蚀性)。

2) 镁－铝－锌合金。镁－铝合金中加锌会产生一定的强化作用,其中高含锌量的合金具有很吸引人的压铸特性。如Mg－8Al－8Zn,具有足够大的流动性。可用于压铸件,而且流动性和抗蚀性超过传统铝－锌合金。

3) 含锆镁合金。锆能细化晶粒,改善镁合金的拉伸性能,提高镁合金蠕变能力,以满足航空和航天工业的需要。属于这一系列的合金有镁－锌－锆合金,镁－稀土－锌－锆合金,以及镁－钍系为基和镁－银系为基的含ZR合金。这种含稀土金属和或含钍的合金都可焊。钍也能改善铸造性能。银可以进一步提高拉伸性能。

镁是立方晶格的金属,可以承受的形变量有限(特别是在低温下)。其变形材料主要在300～500℃温度范围内通过挤压、;轧制和压力锻造进行生产。变形合金可以按照它们是否含锆而分成两类。按照变形产品种类可分为三类:1薄板和厚板轧制金。如AZ31(Mg-Al-Zn系),ZM21(Mg-Zn-Mn系)和

ZE10(Mg-Zn-RE系),这三种合金都可焊,后两种强度较低。LA141A(Mg-Li-Al)等也属这一类,前面已作详细介绍。属于这一类的还有含钍的HK31(Mg-Th-Zr系)以及随后研制的HM21(Mg-Th-Mn等),它们的高温强度更高。2挤压合金。这类合金含铝量大多在1%～8%之间。

镁合金都具有密度小的特点，特别是某些镁-锂合金（见前），密度甚至低于1。美英俄等国正在研制含钇镁合金,一种Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金，其密度小于1.9g·cm-3 ，抗拉强密度420Mpa， 0.2%屈服强度360Mpa，比现有任何一种变形镁合金的都高，同高强度铝合金强度相当。

镁铝合金分子式：Mg4Al3分子量：178.22颜色为灰褐色，比重约为

2.15g/cm3，熔点463℃，燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用，也可作为白光剂和照明剂。

镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成。长期以来关于镁铝合金的结构有两种说法。一种说法是镁铝合金是简单物理混合；另一种说法是镁铝合金内部改变了晶体结构，不是简单的物理混合。

镁锭和铝锭在高于1150K时，部分铝与空气中的氧气反应，生成α-Al2O3,氧化铝的此种晶体化学性质呈惰性，起着屏障、隔离作用。低于1150K时，生在β-Al2O3而这种晶体与酸反应，保护不了内部的镁铝合金。

标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的质量有很大的影响。但是现在生产镁铝合金的企业多为私营企业，近几年来铝锭比镁锭贵，受利益的驱动，大多未按国标生产。现

在镁铝合金粉中铝的含量普遍低于50%，有的铝含量低到了40%。镁含量的增加使得镁铝合金的性质接近镁粉的性质，使得烟火药的撞击感度、摩擦感度增加，烟火剂更加敏感，从而增加隐患。

铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料，目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。

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