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1、 镁铝合金应用状况学生：王昕雨班级：2014 42指导教师：活动时间：2012 年 8月 1日-8 月 5日镁铝合金应用状况选题背景: 世界汽车工业的快速发展，为节约能耗、减轻车身重量、改善环境，汽车开发商们都在研究用于汽车的新型材料，美国和德国的汽车制造商们在这方面可称先驱，随着科学技术的不断发展，作为轻金属的镁越来越受到汽车工业专家们的器重，在铝合金部件在汽车工业上的应用普遍被世人看好的同时，镁及镁合金在汽车制造工业的应用领域也被人们逐渐看好，并显示出了巨大的发展潜力。主要研究方法: 网上查资料 翻阅书籍研究目的:镁铝合金性质及应用项目条件:汽车轮胎架 研究的基本思路:在本次的研究性学习中
2、，认真地选取课题，再定下研究性学习课题之后，搜集有关镁铝合金的介绍应用。对搜集的资料进行分析，得出研究结果。研究心得: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 。 研究的基本过程: 确定好要研究的项目后，分析要研究这个项目的原因,采访有关学科的老师，到网上搜索有关消息。研究的科学性先进性实用性: 广泛搜集资料，具有真实性与准确性。可供日常参考中文摘要：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热
3、性较好、抗压性较强，能充分满足 3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一。关键词:镁铝合金、性质应用研究报告: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1.8gcm-3以 下 ， 镁 ， 锂 合 金 的 密 度 低 于 镁 1.6gcm-3.某 些 超 轻 型 镁 。 锂合 金 密 度 甚 至 低 于 1,比 水 还 低 。 镁 和 镁 的 合 金 的 低 密 度 使 其 比 性 能 提 高 。例 如 ,20 时 的 弹 性 模 量 为 45Gpa,
4、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215.95Pa,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、
5、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 。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
6、。 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
7、。 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
8、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 。 镁 是 立 方 晶 格 的 金 属 ,可 以 承 受
9、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-Zn 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
10、,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 1.9gcm-3 ，
11、 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 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
12、 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 -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 -Al2O3而 这 种 晶 体 与 酸 反
13、 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
14、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 。铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足 3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料，目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。
