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(kāi)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(kāi)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。
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(kāi)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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