镁铝合金简介

Horse · 发表于 2010-1-18 11:28:29

镁铝合金　　

镁铝合金简介
　　镁是最轻的结构金属。几种常用结构金属的密度（g·cm-3）(20o)如下：
　　AL Mg Ti Fe Cu
　　2.70 1.74 4.51 7.87 8.96
　　可见镁的密度约分为Al,Ti,Fe,Cu的64%，39%，22%，19%。
　　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,比水还轻.镁得镁和金的低密度使其比性能提高.例如,20o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215215.95Pa,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.镁的这一特点,颇受人们的青睐.早期就被利用于摄影照明,给人们留下美好的形象和记忆.战争时期,被用来制造照明弹,把战场和目标照明得如同白昼.又被用于制造燃烧弹,点燃战区的物资装备,杀伤对方有生力量.人们还利用镁的这一特点,将镁粉、铝粉和其它原料制成烟花.每当节庆的夜晚,随着阵阵悦耳响声,人们可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各种形色的烟花在夜空飞舞,多彩多姿,给人们带来极大的欢乐.顺便提一下,镁的这种”牺牲自我””乐于助人”精神处处可见.例如它仗着活泼的电化学性质做了牺牲自我的阳极,保护着其它的金属和设备.它又作为原电池阳极,耗尽了自己,照亮了他人.
　　由于化学活泼性高,金属镁是耐腐蚀性能最差的金属之一.在酸性、中性和弱碱性溶液中它都会受到腐蚀而变成Mg2+离子.各种类型大气均会对镁产生程度不同的腐蚀作用.在干燥的空气中,它的表面上形成一层暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮湿大气中,生成的产物组成大致为Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2.大气湿度增加,工为地区和海洋环境的大气中所含的二氧化硫和氯化物等物质,能加重镁的腐蚀.镁中氯化物杂质及铁杂质也会加速镁的腐蚀.因此,工业生产的镁锭必须镀膜钝化,涂油及以蜡纸包覆.
　　镁是地壳中分布最广的元素之一,占地壳重量的2.77%,为第四个最丰富的金属元素(位于Al、Fe、Ca)之后.在自然界中镁只能以化合物的形态存在.在已知的1500多种矿物中,含镁矿物的有200多种,主要为碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、氧化物.海洋及盐湖中的镁比陆地上更多,是镁的主要来源.海水中含有10多种元素,镁的含量排第三,位居Na、K之后.海水中含镁0.13%每立方千米海水中有130万t镁,相当于世界镁年消耗量的4倍(见表2.8)盐湖水的镁浓度比海水更高.以东以色列、约旦之间的”死海”(实为另一内陆湖),受到千万干旱气候的造化,湖水极浓,含镁竟高达4%.仅此一处的镁,就能满足全世界2.2万年的需要.
　　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.一些铸造镁合金的性能示于表3.2.
　　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-Z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。
　　镁铝合金又名铝镁合金，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a-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B-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。我们可能以用下面的化学机理来检验镁铝合金中铝的含量。
　　1、盐酸与镁铝合金的反应
　　Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
　　2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
　　2、混合溶液与氢氧化钠溶液反应（混合溶液中滴几滴石蕊或酚酞试剂作指示剂，以避免氢氧化钠过量）
　　MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
　　AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
　　3、过滤、烘干、称重，重量为G1克
　　4、氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应
　　Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
　　5、未反应的为氢氧化镁。过滤、烘干、称重，重量为G2克
　　镁铝合金的中铝的含量 Al%=(G1-G2)/G×34.62%
　　GB150-85规定了镁铝合金中铝的含量的范围为47-53%，铝含量低于这个范围镁铝合金容易引起质量事故和安全事故，应慎用。
　　镁锭在镁铝合金中的应用：镁铝合金由镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成，其组成有：简单的物理混合与已改变晶体结构的物理混合两种说法。

zhuniuBB · 发表于 2010-1-18 11:28:29

很多与我们老师讲的都差不多！谢谢

win140 · 发表于 2010-1-18 11:28:29

　　【镁铝合金应用】关于举办“2014(第三届)国际交通运输装备轻量化峰会”的通知

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　　各有关单位：
　　在轻量化产业发展新形势下，各大汽车、轨道交通、航空和船艇等交通运输装备生产厂商纷纷开始思考如何“瘦身减重”，如何推动高强钢、轻合金、碳纤维复合材料及工程塑料等新型轻质材料的大规模应用，解决材料应用过程存在的成型、连接技术及加工工艺问题，有效降低新材料应用的成本，以尽快在市场竞争中占据主导，成为未来轻量化技术发展的焦点问题。
　　在此背景下，为了把握全球绿色经济和轻量化战略发展方向，促进轻质材料在交通运输装备领域的应用，加强国内外行业间的信息共享，在连续两年成功举办“国际交通运输装备轻量化峰会”的基础上，“2014(第三届)国际交通运输装备轻量化峰会”将于12月4-5日在上海再次隆重召开。本届峰会以“轻量化和我们的绿色未来”为主题，探讨汽车、轨道交通、航空和船艇四大交通运输领域轻量化发展未来趋势，剖析国内外轻量化设计典型案例，比较不同轻质材料应用前景及优势，开展产品的轻量化设计技术、材料应用技术和制造技术的一体化，提升加工制造工艺水平，促进产、学、研、用一体化合作共赢等热点议题。
　　峰会同期还将举行“TELS轻量化展”以供企业产品推广与贸易洽谈。来自国内外60余家的产业园区、主机厂、一二级供应商、高校以及科研机构等将展示轻量化技术成果，涵盖铝镁合金、复合材料等轻质材料，成型技术、连接技术等先进轻量化制造技术，发动机、保险杠、车身件、内饰件等轻量化零部件，以及产业园区成果展示，汽车、飞机、高铁和船艇轻量化整体设计方案，共同推进中国交通运输装备轻量化产业的快速发展。
　　一、时间地点
　　时间：2014年12月4-5日地点：中国·上海
　　二、组织机构
　　联合主办单位：上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心，南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心，西南交通大学交通运输装备轻量化研究所，中国航空学会结构设计与强度分会，上海船舶工业行业协会，《先进制造业》全媒体
　　承办单位：上海闻鼎信息科技有限公司，闻泰会展服务(上海)有限公司
　　支持单位：德国弗劳恩霍夫协会，机械科学研究总院，德国中小企业联合会，上海有色金属行业协会，上海市压铸技术协会，吉林省汽车工程学会，江苏省轨道交通产业技术协会，江苏省航空航天学会，上海市汽车工程学会汽车测试专业委员会，中国机械工程学会铸造分会铸铁及熔炼技术委员会
　　特别支持媒体：第一压铸网，先进制造业网
　　三、部分嘉宾与企业
　　部分嘉宾
　　丁文江，上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心主任
　　顾翔华，中国汽车工业学会，特别顾问
　　张士宏，中国科学院金属研究所，研究员
　　朱知寿，中国航空工业集团公司钛合金材料技术，首席技术专家
　　熊守美，清华大学，教授
　　权高峰，西南交通大学交通运输装备轻量化研究所，所长
　　Ruediger Heim，德国弗劳恩霍夫协会结构耐久性与系统可靠性研究所，部长
　　Thomas Reichenbach，德国中小企业联合总会，首席代表
　　刘波，重庆长安汽车股份有限公司，室主任
　　David Wennberg，Interfleet Technology AG，顾问
　　凌天钧，上汽集团新能源和技术管理部，总工程师
　　熊飞，长城汽车股份有限公司，汽车轻量化技术总监
　　肖阳，中国铝业郑州研究院轻金属材料研究所，所长
　　洪伟，驶多飞集团，中国区总经理
　　俞麒峰，中国商飞上海飞机设计研究院，副部长
　　部分企业
　　中国南车，中国北车，庞巴迪，阿尔斯通，川崎重工，齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司;上海汽车，中国一汽，北汽福田，东风，奥迪，宝马，本田，丰田，长安，吉利，通用，大众，奔驰，奇瑞，江淮，标致雪铁龙，菲亚特;成都飞机工业(集团)有限责任公司，中国商飞航空制造技术研究所，空中客车(天津)总装有限公司，庞巴迪宇航工业集团，机械科学研究总院
　　四、主题与报告内容
　　主题：轻量化和我们的绿色未来
　　报告主要内容：
　　1. 轻量化材料发展机遇与挑战
　　2. 新形势下复合材料发展及应用过程中所面临的问题
　　3. 钛及钛合金制造、加工及应用技术新进展
　　4. CAE技术在轻量化结构设计和多材料应用方面取得的最新进展
　　5. 钢铝接合紧固技术的最新进展及多材料设计的成本平衡策略
　　6. 新材料的表面处理——交通运输中如何增强新材料的使用寿命
　　7. 基于量产的碳纤维复合材料零部件制造工艺
　　8. 交通装备用大断面和复杂断面铝合金挤压成型技术介绍及案例分析
　　9. 超轻镁锂合金的研究与应用进展
　　10. 改性塑料帮助汽车制造商降低成本
　　11. NVH材料市场与轻量化
　　12. 超级激光焊接在汽车和航空中应用
　　13. 金属与塑料复合材料在航空座椅方面的应用
　　14. 如何协同汽车OEM设计开发轻量化塑料部件产品
　　15. 全球轨道车辆挤压铝材生产企业概况
　　五、参展范围
　　1. 汽车、轨道交通、民用飞机、船舶及其零部件的轻量化新产品与相关技术;
　　2. 交通运输领域、材料和装备领域的地方产业园区;
　　3. 高校及科研机构研究成果;
　　4. 金属材料：高强度钢、特殊钢材、激光焊拼钢板等;铝合金、镁合金、镁铝合金、钛合金等;铜、钛、镁等;
　　5. 非金属材料：改性塑料;通用工程塑料;工程塑料及成型材料;塑料合金;车用塑性材料：聚氨脂、聚脂、树脂及固化剂等;车用玻璃材料 ;车用橡胶材料;车用胶粘剂;车用摩擦材料;车用硅胶材料;零部件制造用化学品和材料;
　　6. 材料成型技术与设备、加工技术与设备;
　　7. 原材料及材料检测设备;
　　8. 涂层和表面处理;
　　9.设计与仿真软件提供商及其他相关单位。
　　六、往届回顾
　　首届TELS在业内同仁的期盼中应运而生，于2012年12月6-7日在上海银河宾馆隆重举行。大会获得了来自制造业各个分支系统的行业支持以及业内专家的智力支持。大会策划之初就定下产学研相结合，以市场需求为导向，多行业交叉互通互益的宗旨。大会架构设定为1个主论坛+3个分论坛，在模式上也力求创新首次尝试了会+展的全新模式，将校企联动、技术对接落到实处。与会嘉宾包括来自汽车、民用飞机、轨交3大领域的行业协会、科研院所、企事业单位。

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　　在首届TELS圆满成功的基础上，以“新材料新技术新装备新机遇”为主题的第二届TELS续写了新的篇章，2013年11月6-7日历经一年组委会在充分调研了市场需求及业内焦点、技术难点的基础上，同期举办汽车轻量化论坛、轨道交通车辆轻量化论坛、民用飞机轻量化论坛和船舶轻量化论坛，并开设新产品展示区和贸易洽谈区，为企业提供“演讲+展示+贸易洽谈”的三重平台和“一站式”互动交流机会。
　　同时，组委会上海闻鼎信息科技有限公司积极整合行业资源，联合了西南交通大学交通运输装备轻量化研究所、中国第一汽车集团公司规划部、江苏省轨道交通产业技术协会、中国航空学会结构设计与强度分会、江苏省航空航天学会、上海船舶工业行业协会共同主办。吸引了来自政府职能部门、行业协会、主机厂、一二级供应商、科研机构等400余人参与峰会。

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　　亲爱的朋友，我们的绿色未来需要大家的共同参与，欢迎您的加入!冬天即将到来，轻量化的春天还会远吗?今冬12月，我们汇聚一堂，共议轻量化;今冬12月，我们不见不散!

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　　交通运输装备轻量化轻量化峰会汽车轻量化轻量化材料轻量化设计
　　更多内容可直接搜索：2014(第三届)国际交通运输装备轻量化峰会

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