上海隆司新材料科技有限公司
第6年
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来源：上海隆司新材料科技有限公司 时间：2024-05-04 14:31:55 [举报]
镁合金是迄今为止开发的轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度、高比刚度及可回收性等优点，在交通、医用及电子等工业领域中具有广阔的应用前景，尤其在汽车上的应用具有很大潜力。近年来，高温镁合金在许多领域呈现出的应用潜力，提高镁合金的高温性能已成为镁合金应用的关键问题。
锑元素的添加对镁合金力学性能有着显著的成效，因此近年来备受科研工作者的关注。Mg–Al合金仍然是目前值得深入研究的代表性轻合金，具有很好的应用前景，元素Sb作为工业上常用的变质剂，因加入镁合金中可以形成Mg3Sb2相而广受关注。Sb元素的加入使Mg3Sb2颗粒相形核，从而使Mg2Si金属间相的形态由汉字状变为多边形，改善了其拉伸性能。
因此，与基体合金相比，向镁合金中添加锑元素可以改善合金的微观结构，从而提高合金抗拉性能和韧性。而元素Sn和Si在元素周期表中属于同族元素，元素Mg和Sn可以形成Mg2Sn相。Sb元素的加入可使细小的Mg3Sb2颗粒分布在晶界细化Mg17Al12析出物中，形成良好的微观组织结构而改善其抗拉性能。有研究人员报道，由于Mg3Sb2相可以作为熔体的异相成核中心，Sb元素的添加可显著细化α–Mg基体相的晶粒尺寸。
有研究结果表明，Sb元素的加入可以降低镁合金的织构，细化Mg–9Al–5Sn镁合金的晶粒，具有较好的室温力学性能，该合金体系中有Mg2Sn和Mg3Sb2等稳定的高温合金相，因此推测该合金体系将呈现良好的高温性能，每种晶格类型的金属都有特定的滑移系，滑移系数量不同，晶体结构不同，滑移系也不相同；晶体的滑移系越多，滑移越容易进行，塑性也就越好。
镁合金属于对称性低的密排六方晶格结构，室温滑移系少，室温塑性变形能力较差，这成为限制镁合金应用的因素之一，镁合金在高温变形时，随着温度的升高可以开启一些其他滑移系（如非基面滑移系、
高纯净高强韧大规格镁合金挤压棒材成功批量生产，本次开发的大规格镁合金挤压棒材包括Mg-Y-Nd系(WE54、WE43)、Mg-Gd-Y系（VW94）高强耐热镁稀土合金、Mg-Zn-Zr（MB15）高强变形镁合金，采用真空高纯净工艺生产出的直径Ф500mm镁合金铸锭，挤压后棒材直径100～300mm，长度7m以上，单批成品30多吨；均是航空航天急需减重用的轻合金新材料，经对热处理温度、挤压温度、挤压速度等关键工艺优化，并对挤压模具逐步优化设计而实现的，为国家航空航天、的新部件、新型号开发等助力前行。
镁合金经挤压、锻造、轧制等工艺后组织能够得到显著细化，铸造组织缺陷可以消除，获得比相同成分的铸造镁合金更高的力学性能。通过塑性加工可以生产出尺寸、规格多样的棒、管、型材、线材、板材及锻件产品，可以满足不同工况对镁合金结构件使用性能的要求，扩大镁合金的应用范围。变形镁合金已广泛应用于汽车、航空、航天、、电子等领域，但常用的变形镁合金产品依然是Mg-Al系合金，如AZ31、AZ80等具有中等强度的低端镁合金产品，而具有高强、耐热或超轻特性的镁合金产品，如Mg-Zn-Zr、Mg-RE、Mg-Gd、Mg-Y及Mg-Li合金等，由于产业化熔铸技术的限制和规模化塑性加工工艺的探索不足，大规格变形材的发展依然缓慢。
目前镁合金的需求年均增长达10%左右，主要应用于汽车、3C、航空航天领域，其中应用于汽车产业达70%、3C行业20%、军事和航空航天10%。
在交通运输领域，重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车将是汽车制造商的发展目标。镁合金应用于汽车轮毂、减速箱、减震系统等结构和运动部件，不仅能降低汽车的重量和能耗、提高整车加速、制动性能，还能降低行驶振动和噪声、提高驾乘舒适度。轻研合金公司开发的大规格高强、耐热镁合金经锻造、挤压或轧制后，力学性能、组织一致性好，优于市面同类镁合金30-50MPa，可更好的取代相当性能的铝合金在轮毂、门框支架和车顶棚等构件上进行应用。
在3C领域，在笔记本电脑、手机和数码相机为代表的产品朝着轻薄方向发展的推动下，镁合金的应用得到了持续增长。轻研合金公司开发的高纯净镁合金组织均匀，品质高，易于变形与成型，塑性好，可通过冲压获得3C产品壳体，工艺简单、成品率高。镁合金外壳材料具有轻量化、导热性好、刚性高、减震性好、散热、可回收等特点，其耐撞强度及吸振性远较塑料佳，尤其相同抗力下厚度仅塑料的1/3，特别是应用于3C产品外壳上其外观及触摸质感，已成为设计和消费的流行趋势。
在航空航天及领域，镁合金主要应用在机身及其发动机、起落轮、火箭、导弹及其发射架、卫星探测器等。
公司开发的MB15高强变形镁合金、WE54、WE43、VW94等高强耐热镁稀土合金由于采用新工艺开发出高纯净铸锭，避免目前国内外采用熔剂保护生产工艺经常出现的组织氧化夹渣、熔剂夹渣所引起的质量问题，能够为中国航空航天提供的产品，更加有效地为中国制造减重。轻研合金秉持"科技未来、创新改变世界"的理念，不断用新工艺、新技术开发新产品为客户创造价值，成为轻合金的行业者和者。
镁合金的开发和应用，现在广泛应用的镁合金主要可以分为两种，一种是铸造镁合金，另一种是变形镁合金。目前压铸镁合金在工业已经得到广泛应用，镁合金经过变形之后，可以得到更加的综合力学性能，从而满足不同的场合需求，所以发展变形镁合金非常有前景。
镁合金的特点可满足航空航天等高科技领域对轻质材料降噪、减振、防辐射的要求，同时可大大改善的气体动力学性能和明显减轻结构重量。目前镁合金在航空工业上应用很广泛，其中包括AZ91、AZ31、ZE41、QE22、WE43等。
镁合金的开发和应用
节能与环保的新要求使汽车公司都设法减轻汽车的重量，从而达到降低汽油消耗和温室气体排放量的新标准，镁合金的减重效果可以大限度满足日益严格的节能的温室气体排放的要求。镁合金具有良好的阻尼系数，减振性能好于铝合金和铸铁。在座椅、方向盘、轮毂上应用可以减少振动，在车门等壳体上应用可以降低噪声，提高汽车的安全性和舒适性 。目前，汽车仪表、座椅架、方向操纵系统部件、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂、发动机和安全部件上都有压铸和变形镁合金产品的应用。
镁合金作为21 世纪绿色金属材料，镁合金在交通工具轻量化进程中具有大的市场空间，镁合金具有质量轻、阻尼性能好、减振降噪性强、导热性好、可回收等优点，因此镁合金被运用在轨道中，下面小编就给大家讲讲镁合金的轨道运用。
镁合金在常温下锻造容易脆裂，锻造温度须在200～400摄氏度之间。但镁合金在高温下，尤其在超过400摄氏度时产生腐蚀性氧化及晶粒粗大，锻造温度范围较窄。
而镁合金导热系数较大，几乎为钢的2倍，特别是因为镁合金密度小，热容量小，接触模具后降温很快，塑性降低，变形抗力增加，充填性能下降，因此镁合金适合采用等温锻造。
道交通车体重量一直是有关使用者关注的，在同等牵引动力的前提下，只有减轻车体重量，才能使列车增加有效载荷，列车起动、制动距离才能缩短，运行速度才能更快。
高硬度镁合金挤压棒
因而寻找更轻的金属材料减轻车体重量，已成为节能降耗、减轻环境污染的选择，我国的资源结构、环境压力、对轨道交通车体轻量化的需求更为迫切。
轻量化材料中的优势使镁合金在轨道客车应用潜力，我国某些研究机构和主机厂对镁合金在列车上的应用做了许多研究和实验，如使用AZ91D镁合金替代动车组PA塑料制作小桌支臂减轻列车重量。通过测试得出，镁合金小桌支臂可以完全满足国内动车组使用需求，亦可满足动车组的轻量化设计。
现阶段轨道客车镁合金应用的主要研究目标是在大部分非承载零部件上使用镁合金材料替代铝合金，在使用成熟后再发展到承载零部件的应用。
综述：AZ80特点是比强度高且耐腐蚀较纯镁大幅提升，主要用于电器产品的壳体、小尺寸薄型或异型支架等。A代表金属铝Al，Z代表金属锌Zn，8代表铝的含量为8%，0代表锌的含量为0.20-0.80%。一般为铸造件直接进行机械加工或者采用锻造件进行加工或者挤压成形。
分类：AZ80属镁铝锌系合金中高含铝量合金，高含铝量具有较高的强度，但其塑性成形能力较差，
化学成分：
执行GB/T5153-2016《变形镁及镁合号和化学成分》国家标准，具体如下：
AZ31B合金属于变形镁合金材料中普通的商用牌号，其具有优良的综合性能和塑性变形性能，适合多种成型方式。纯镁中添加Al、Zn元素能提升合金的力学性能和加工性能，在范围内合金抗拉强度随Al (或Zn)含量升高而增大，在Zn含量为1%，Al含量为3%(质量)左右时合金性能达到较好的配合，当Al、Zn含量超过3%(质量)后，组织中易析出β相，使合金的加工性能降低，AZ31B镁合金的抗拉强度为245-274.4MPa，在实用镁合金中强度性能相对较低，且不能通过热处理手段来提升强度，但其加工性能较好应用。
分类：AZ31B属镁铝锌系镁合金，具有良好的强度和塑性配合。
化学成分：执行GB/T5153-2016《变形镁及镁合号和化学成分》国家标准，具体如下：
产品类型：铸造圆棒、铸造扁锭、挤压棒材、轧制板材以及锻造产品等，常用规格如下：铸造圆棒：φ160/250/300/320/420/480mm，铸造扁锭：300*800mm（横截面尺寸），挤压棒材/轧制板材/锻造产品根据实际需要进行加工。
应用领域
铸造镁合金AZ31B，具有较高的抗振能力和吸热性能；AZ31B镁合金变形才具有良好强度配合，广泛应用于汽车零部件等，另外在仪器振动平台、印刷蚀刻板、鞋模板等方面均有较多的应用。
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