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鎂合金的優(yōu)勢和劣勢分析

2019-12-06 15:18 ?瀏覽:




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、強度不亞于鋁,具有較強的抗震、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。它能承受一定的負荷。它具有良好的鑄造和尺寸穩(wěn)定性,易于加工,低浪費率,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),同時在航天、便攜電腦、手機、電器、體育器材等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

鎂合金優(yōu)點
1、鎂合金密度小,強度高,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整體構(gòu)件的設(shè)計有很大的幫助。             
2。鎂合金具有良好的韌性和強的沖擊吸收能力。鎂合金在受到外力作用時傾向于產(chǎn)生較大的變形。但當沖擊載荷時,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、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,它具有很好的流動性和快速凝固率,能生產(chǎn)表面精細、棱角清晰的零件,并能防止過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。加工時可采用較高的切削速度和廉價的切削刀具,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。中國是一個偉大的鎂資源。高質(zhì)量的鎂冶煉材料如菱鎂礦儲量,白云石礦和鹽湖鎂資源在中國是非常豐富的,它提供了物質(zhì)保障的蓬勃發(fā)展和原鎂工業(yè)的不斷進步和“下游”產(chǎn)業(yè)在中國歷史。自上世紀90年代以來,隨著改革的不斷深化和對外開放和市場經(jīng)濟,中國的鎂產(chǎn)業(yè)也取得了長足的進步。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)量達到354 kt,生鎂生產(chǎn)能力接近600 kt,從2004提高到100kt,增長32.1%,占全球鎂生產(chǎn)的2/3。在鋁、銅成為第五大有色金屬,在中國鉛和鋅。
鎂合金缺點
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,熱量不能及時發(fā)散,繼而促進了氧化反應(yīng)的進一步進行,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個滑移面和3個滑移系,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),因而滑移的過程將會受到極大地限制,而且在這種取向下孿生很難發(fā)生,所以晶體很快就會出現(xiàn)脆性斷裂。在溫度超過250℃時,鎂晶體中的附加滑移面開始起作用,塑性變形能力變強。
3、耐蝕性差。鎂具有很高的化學活潑性,其平衡電位很低,與不同類金屬接觸時易發(fā)生電偶腐蝕,并充當陽極作用。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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