镁合金与铝合金的区别

BV

如题，有哪些区别、各自的特点？
) }& D; O( z9 a1 Y2 ~2 E. k3 B' o; U物理性能如何？
应用实例、范围？

tdragonfu

先总结一下镁合金的
# U2 b5 w: Q8 h/ y! M. H! S本人现在接触的比较多
现在很多企业都在镁合金代替铝合金上作文章
% K9 y7 Q3 i3 d5 X% Q6 V; c/ l同时纠正大家一个误区
& K0 k% C. Z/ o3 [% V6 c8 V就是镁合金容易燃烧
其实容易燃烧的是镁粉、镁丝和镁箔
而大家经常见到的镁锭、镁压铸件、镁制型材在温度上升到熔点以前是不会燃烧的。
以下是镁合金的特点、应用与前景介绍
! [* C$ ^( S( ]1 p5 z+ o1、镁合金的特点
1 J3 |) `" z& L7 N①镁合金的密度比纯镁的（1.738g/cm3）稍高，在1.75～1.85g/cm3之间，其比强度、比刚度均很高，比弹性模量与高强铝合金、合金钢的大致相同。
②弹性模量较低，当受到外力作用时，应力分布将更为均匀，可以避免过高的应力集中。在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高50％左右。因此镁合金适宜制造承受猛烈冲击的零部件。
③阻尼性能好，适合于制备抗震零部件。
9 S, ]5 g! [$ A0 y. }2 i5 d5 f④切削加工性能优良，其切削速度大大高于其他金属。不需要磨削、抛光处理，不使用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。
3 {, M: ]! k* u) E: E% c. v6 h⑤镁合金在受到冲击或摩擦时，表面不会产生火花。
⑥镁合金的铸造性能优良，可以用几乎所有铸造工艺来铸造成形。
3 ^' S0 r5 d( @⑦由于镁在液态下容易剧烈氧化、燃烧，所以镁合金必须在熔剂覆盖下或在保护气氛中熔炼。镁合金铸件的固溶处理也要在SO2、CO2或SF6气体保护下进行，或在真空下进行。镁合金的固溶处理和时效处理时间均较长。
" I1 B/ |1 B  f, w7 `2 x* ^2、镁合金的应用
) L- l. a( i4 G+ h# b! g) F1 c: n⑴镁合金在运输系统中的应用
①航空应用：从20世纪20年代开始，镁合金就在航空航天领域得到应用。由于镁合金可大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量，许多部件用其制作。一般航空用镁合金主要是板材和挤压型材，少部分是铸件。
, ?+ u# Z( I# p& e& P0 H以稀土元素为主要合金元素的铸造镁合金，可在200～300℃高温下长时间使用，非常适合航空应用。我国已开发出ZM3、ZM4、ZM6、ZM9系列稀土镁合金，可用于航空航天领域。目前镁合金在航空的应用领域包括各种民用、军用飞机的发动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构及火箭、导弹和卫星的一些零部件等。随着镁合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。
②汽车应用：镁合金在汽车上最早的应用始于20世纪30年代。用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。现在，全球大气污染的范围越来越广，汽车尾气排放量占了大气污染的65％。随着能源紧缺、环境污染问题日益突出，全世界的汽车制造厂正面临降低尾气排放量和节约能源的压力。通常汽车自重每减轻10％，燃油效率可提高5.5％，废气排放量相应减少。要使汽车轻量化，有两条途径，一是优化结构设计；二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料（树脂基复合材料）、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸件在所有压铸合金中最轻，是极具竞争力的汽车轻量化材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视，大量的镁合金零部件被生产出来，以代替塑料、铝合金，甚至钢制零件。
目前国外一些名牌轿车都积极使用镁合金，有些外观覆盖件也采用了镁合金，奔驰CLK是世界上第一辆装有镁合金车门的汽车。
2 B( G' \1 }7 g1 w' v) g( T6 b' Y③摩托车和自行车应用：我国是摩托车生产、消费和出口大国，随着城市环保法规的日益严格，改变常规燃油摩托车技术含量低下、结构材料笨重、排放严重超标、驾乘安全性差等状况成了必然趋势。重庆大学、重庆镁业、隆鑫集团公司合作生产了隆鑫LX150摩托车的曲轴箱等近10个镁合金压铸件，并用试生产的镁合金压铸件和挤压铸造轮毂组装了一台LX150镁合金绿色概念车，整车质量比铝合金压铸件减轻6kg。
2 L: O; _/ L& j) n- f自行车是镁合金全新的应用领域，主要用作自行车车架。镁合金的优势在于其不但轻便、快速、舒适，而且可以使管径变小、管壁变薄、车架更强固。用镁合金制造的折叠式自行车车架质量仅1.4kg，整车质量仅4kg。
6 D# `7 @$ u/ d- x4 N9 J* ^④轮椅应用：康复设施的代表性器械之一是轮椅，市售的轮椅按质量可分为标准型和轻量型（铝合金或钛合金）三种，所用的材料分别为钢管、铝管和钛管。选用AZ31镁合金制作轮椅架或除车轮外其余部件基本上都用镁合金制造，轮椅可减重15％左右，既轻巧又灵活。
$ b$ g- R) u( Q9 t3 s⑤船舶应用：镁合金在造船工业和海洋工程中主要用于航海仪器、水中兵器、海水电池、潜水服、牺牲阳极、定时装置等。最普遍应用的是Mg-Al-Zn系合金。
⑵镁合金在通讯电子业的应用
电子信息行业由于数字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度集成化、轻薄化、微型化和符合环保要求越来越高。工程塑料曾作为主要材料，但其强度终究无法与金属相比。镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达0.6～1.0mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求，这是工程塑料，甚至铝合金无法达到的。在超薄、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽能力强、散热性好和环保方面的考虑，超薄、超轻、微型成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观，这也是工程塑料所无法比拟的。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位质量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面大，其用量也是巨大的。
目前用镁合金制作零部件的电器产品有照相机、摄影机、数码相机、笔记本电脑、移动电话、电视机、等离子显示器、硬盘驱动器等。笔记本电脑使用镁合金作为机壳几乎是基于镁合金的全部优点，防震性能提高了电脑部件的可靠运行；抗电磁波干扰和电磁屏蔽性能保证了电脑的信息安全；优良的热传导性，大大地改善了电脑的散热问题。而移动电话则是利用了镁合金防震、抗磨损及可屏蔽电磁波的特殊功能，又能满足轻、薄、短、小的要求。
⑶镁合金在国防工业中的应用
镁及其合金由于质量轻而被广泛地应用于国防、航空航天产品中。兵器质量是一项重要的战绩指标，减轻兵器质量对提高兵器机动性及战场生存能力有重要意义。采用轻金属是兵器装备轻量化的主要手段之一。
0 _3 u5 Q, c: o5 d/ I# rAMX-30坦克为法国装甲部队的主要设备之一，是二次世界大战后法国生产数量最多的坦克，AMX-30坦克的CN105F1型105mm线膛炮的身管热护套采用了镁合金；英国的大口径120mmBATL6 Wombat无后座力反坦克炮采用了镁合金，大大减轻了质量，加上所配的M80.5in步枪，总重才308kg。美军装备的M274A1型军用吉普车采用了镁合金车身及轿壳，大大减轻了质量，具有良好的机动性及越野性能。有的改型还装上无后座力炮，成了最袖珍的自行火炮。法国MK50式反坦克枪榴弹部分零件应用了镁合金材料，其全弹质量仅800g。俄罗斯生产的POSP6X12枪用变焦距观测镜采用镁合金壳体，该种观测镜可装在多种枪上。Hunter Fire arm 1nc.用镁合金制造了M39M1手枪的枪机零件。美国制造的一种Racegun（强装药，运用了先进技术的战斗用手枪），其扳机等零件采用镁、钛合金，质量减轻45％，击发时间减少了66％。欧美一些国家已将镁合金用于便携式火器支架，单兵用通讯器材壳体，德国、以色利采用镁合金制造了枪托。
" f; F& _! `1 }镁合金在兵器上除上述应用外，还可用作坦克装甲车辆、防空反导系统、战术导弹、光电器械、引信及通信器材等。
未来战争要求机动性和快速反应，减轻武器装备质量是未来武器装备发展方向之一，随着镁合金研究的深入及材料性能的提高，镁合金在兵器中的应用会越来越多。
9 K8 e9 [5 |7 q. A3 r  i3 B0 r⑷镁合金用作牺牲阳极
4 D/ `7 a! g8 C9 B2 ~  g7 n镁合金牺牲阳极作为有效防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于延长家庭或工业热水器、地下铁制管道、电缆、塔基、石油储罐、海水蒸馏器、轮船壳体和海洋环境中的钢桩等的寿命。目前，作为牺牲阳极的镁合金以每年20％的速度增长。
# @" j3 X0 b: ^% o: E( |⑸其他方面
' I( B& u0 E" J0 g' @5 N; D镁及镁合金还被用于电力工业、家庭消费品、家具、办公室设备、光学设备、运动器械、车床设备等领域。如手提箱、打字机框架、铅笔刀、印刷机部件、双筒望远镜、乒乓球拍等。
3、镁合金的前景
2 E0 b! q6 a% |% [20世纪，随着科学技术的飞速发展，金属材料的消耗量急剧上升，某些有色金属资源如铜、铅、锌等日趋贫乏。特别是20世纪中叶的能源危机使轻质结构材料得到了持续性的发展，具体情况如图1-22所示。从图中可以看出，铝及塑料每10年以大约100.4数量级的速度增长，镁作为一种轻质工程材料，由于没有充分发挥其性能潜力，其增长模式与铝存在显著差异。在很多传统金属矿产枯竭的今天，人们开始把目光转向镁，这必将加速镁合金材料的开发与应用。
* g7 ~1 d: @( ^* {* @3 T! O理论上，应用需求可以刺激发展速度的增长，但镁的增长速度与需求并不呈严格的正比关系，还受战争等其他因素的影响。20世纪初，全世界镁的年产量只有10t。在第二次世界大战前，1939年世界镁产量也只有3.2万吨。1943～1944年出于战争需要镁产量猛增到24.85万吨，在此期间没有任何一种结构材料产量的增长速度超过镁的增长速度。二战结束后，1946年镁产量迅速跌至1万吨。20世纪50年代初朝鲜战争爆发，镁的年产量又升至11万吨，战后又迅速下降。20世纪60年代前，世界上80～90％镁用于军事工业和航空工业，60年代以后镁的应用扩大到民用工业，镁的产量稳步上升。自20世纪80年代以来，世界各国的环保意识显著增强，应用镁则明显减轻了环境污染。因此，各工业发达国家高度重视镁合金的研究与开发，美国、日本、德国、澳大利亚等相继出台了各自的镁研究计划，把镁原料作为21世纪的重要战略物质，加强了镁合金在汽车、计算机、通讯及航空航天等领域的应用开发研究。在汽车方面，发达国家由于立法限制了尾气的排放，从而要求汽车零部件减重，人们又把目光重新投向镁。1988年全球镁的年消费量上升到36万吨，2000年达到45万吨。
3 c" b9 `) H$ \& F* R/ T中国是镁的资源大国、生产大国、出口大国，菱镁矿储量居世界首位，约27亿吨，占全球储量的60％，矿石品位超过40％。此外，在青海盐湖还有储量巨大、中国独有的廉价、高品质镁资源。目前，国际公认的具有最大镁矿藏量的前八名国家分别是澳大利亚、中国、波兰、俄罗斯、美国、印度、希腊和加拿大。我国原镁产量仍居世界首位，占全球产量的40％以上。2000年我国产量为20余万吨，80％以上作为初级原料低价出口，2001年出口量达到20万吨，占世界镁市场总需求量的40％以上，而应用领域的开拓严重滞后。世界上现有多个新建的镁材料开发项目，多为主要工业化国家投资或控股，随着项目的建成，世界镁价格将逐步下降，其市场为欧美发达国家，这也是我们目前镁的传统出口市场。因此，如果未来几年我们镁工业继续以初级原料出口为主，将面临严峻的考验。
21世纪是镁合金材料飞速发展的时代，发达国家已经领导了新世纪镁材料发展的新潮流，而我国在镁合金的研究和开发方面还十分薄弱。加入WTO以后，全球经济一体化将使我国的制造业面临更大的挑战和机遇。因此，要想使我国在激烈的世界高新技术竞争中占据一席之地，必须尽快开展镁合金产业化成套技术及装备的研制开发。企业要通过与高等院校、科研院所建立稳定的合作关系，使自身具备产品研制、开发能力。另外，还要集中力量开展镁合金的应用基础研究，进一步挖掘镁合金材料的性能潜力，拓宽镁合金的应用领域。

tdragonfu

1、镁合金比铝合金轻，一般情况下镁合金的密度是铝合金的2/3；
2、镁合金在熔炼与铸造过程中需要保护气与熔剂进行保护，而铝合金则不需要，主要是镁合金表面形成的保护膜疏松不致密，起不到保护作用，而铝合金则形成致密的保护膜；
3、镁合金的耐腐蚀性较差，铝合金则较好，不过也有一些新研制的镁合金其耐腐蚀性能可与铝合金相当；
4、镁合金的减震性能等较铝合金强；
5、镁合金的力学性能较铝合金的差，但也有一些通过加入一些强化合金元素，可以达到或接近铝合金的水平；
* w0 K; h& J8 ~; ~6、铝合金废料一般可以直接回收利用，镁合金则不能；
7、正常情况下镁合金要比铝合金便宜，一般便宜2000-3000元/吨，但这一段时间，镁合金与铝合金相当；
  w: Q6 \0 m7 S$ k: @- K  B. K8、镁合金在熔化过程中容易燃烧，需要使用覆盖剂、硫磺、保护气保护，铝合金在不需要；
  L  V0 J' Z" _" Z* v& }9、目前很多镁合金的技术都是借鉴铝合金来进行的。

- d4 u! e% V/ L3 o* Y6 A8 H: S[ 本帖最后由 tdragonfu 于 2007-8-10 22:29 编辑 ]