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鎂合金的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)分析

2019-12-06 15:18 ?瀏覽：次




鎂合金是以鎂為原料的高性能輕型結(jié)構(gòu)材料，比重與塑料相近，剛度、強(qiáng)度不亞于鋁，具有較強(qiáng)的抗震、防電磁、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等優(yōu)異性能，并且可以全回收無(wú)污染。鎂合金質(zhì)量輕，密度僅為1.7 kg/m3，鋁含量為2/3，鋼的1/4高于鋁合金和鋼。比剛度接近鋁合金和鋼。它能承受一定的負(fù)荷。它具有良好的鑄造和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，低浪費(fèi)率，良好的阻尼系數(shù)和更大的阻尼能力比鋁合金。而鑄鐵，非常適合汽車的生產(chǎn)，同時(shí)在航天、便攜電腦、手機(jī)、電器、體育器材等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

鎂合金優(yōu)點(diǎn)
1、鎂合金密度小，強(qiáng)度高，剛性好。在現(xiàn)有的工程金屬中，鎂的密度最小，鋼的1/5，鋅的1/4，鋁的2/3。普通鑄造鎂合金與鑄造鋁合金的剛度相同，其比強(qiáng)度明顯高于鋁合金。鎂合金的剛度隨著厚度的增加而增加，因此鎂合金的剛度對(duì)整體構(gòu)件的設(shè)計(jì)有很大的幫助。             
2。鎂合金具有良好的韌性和強(qiáng)的沖擊吸收能力。鎂合金在受到外力作用時(shí)傾向于產(chǎn)生較大的變形。但當(dāng)沖擊載荷時(shí)，吸收能量是鋁的1.5倍，因此它適合于零件的沖擊-車輪、鎂合金具有很高的阻尼能力，是避免振動(dòng)、噪聲和引起疲勞等理想材料。
3、鎂合金的熱容量低、凝固速度快、壓鑄性能好。鎂合金是良好的壓鑄材料，它具有很好的流動(dòng)性和快速凝固率，能生產(chǎn)表面精細(xì)、棱角清晰的零件，并能防止過(guò)量收縮以保證尺寸公差。由于鎂合金熱容量低，與生產(chǎn)同樣的鋁合金鑄件相比，其生產(chǎn)效率高40%～50%，且鑄件尺寸穩(wěn)定，精度高，表面光潔度好。
4、鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性。鎂合金是所有常用金屬中較容易加工的材料。加工時(shí)可采用較高的切削速度和廉價(jià)的切削刀具，工具消耗低。而且不需要磨削和拋光，用切削液就可以得到十分光潔的表面。
5，資源豐富。中國(guó)是一個(gè)偉大的鎂資源。高質(zhì)量的鎂冶煉材料如菱鎂礦儲(chǔ)量，白云石礦和鹽湖鎂資源在中國(guó)是非常豐富的，它提供了物質(zhì)保障的蓬勃發(fā)展和原鎂工業(yè)的不斷進(jìn)步和“下游”產(chǎn)業(yè)在中國(guó)歷史。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著改革的不斷深化和對(duì)外開放和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，中國(guó)的鎂產(chǎn)業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2000，鎂總產(chǎn)量約200 kt，占世界鎂產(chǎn)量的40%左右，居世界第一位。2005，原鎂產(chǎn)量達(dá)到354 kt，生鎂生產(chǎn)能力接近600 kt，從2004提高到100kt，增長(zhǎng)32.1%，占全球鎂生產(chǎn)的2/3。在鋁、銅成為第五大有色金屬，在中國(guó)鉛和鋅。
鎂合金缺點(diǎn)
1、易燃性。鎂元素與氧元素具有極大的親和力，其在高溫下甚至還處于固態(tài)的情況下，就很容易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，放出大量熱，且生成的氧化鎂導(dǎo)熱性能不好，熱量不能及時(shí)發(fā)散，繼而促進(jìn)了氧化反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，形成了惡性循環(huán)，而且氧化鎂疏松多孔，不能有效阻隔空氣中氧的侵入。
2、室溫塑性差。鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，其在室溫下只有1個(gè)滑移面和3個(gè)滑移系，因此它的塑性變形主要依賴于滑移與孿生的協(xié)調(diào)動(dòng)作，但鎂晶體中的滑移僅發(fā)生在滑移面與拉力方向相傾斜的某些晶體內(nèi)，因而滑移的過(guò)程將會(huì)受到極大地限制，而且在這種取向下孿生很難發(fā)生，所以晶體很快就會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂。在溫度超過(guò)250℃時(shí)，鎂晶體中的附加滑移面開始起作用，塑性變形能力變強(qiáng)。
3、耐蝕性差。鎂具有很高的化學(xué)活潑性，其平衡電位很低，與不同類金屬接觸時(shí)易發(fā)生電偶腐蝕，并充當(dāng)陽(yáng)極作用。在室溫下，鎂表面與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，形成氧化鎂薄膜，但由于氧化鎂薄膜比較疏松，其致密系數(shù)僅為0.79，即鎂氧化后生成氧化鎂的體積縮小， 因此耐蝕性很差。

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