镁及镁合金材料的安全生产
镁及镁合金材料的安全生产与防护
概述
镁具有非常活泼的化学性质,镁粉镁屑又极具易燃、易爆性，这是安全生产和防范的关键。在镁合金生产经营中如不重视安全生产，将会酿成毁灭性的灾难。例如1964 年，我国某厂的镁炉发生爆炸，不仅整个生产线化为灰烬，而且当时烧死4 人、烧伤多人，造成重大的人身和财产损失。又如2001年3月20日西班牙Dalphimetal公司（生产镁合金汽车配件）在清理收集镁屑时不慎产生火花，引燃镁屑，并导致火灾发生。火灾造成25t 镁锭、600t镁成品、4台全自动压铸机生产线和厂房被彻底烧毁。2003年12月某压铸配套厂，由于打磨工段没堆积在地面上的镁粉燃烧，并酿成火灾。2003年12月29日美国Garfield公司（镁回收厂储藏库）发生燃烧和爆炸。因此，对安全生产必须高度重视。
镁合金发生燃烧的化学反应机理
（1 ）镁与水中的反应作用，产生氢气释放和产生放热反应，热量的聚集和释放出来的易燃氢气，引起燃烧和爆炸。
化学反应：
Mg+H2O=MgO+H2f
Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2f
（2）镁与空气中的氧发生作用，产生剧烈的燃烧，释放出高热，发出耀眼的白光。
化学反应：
2Mg+O2=2MgO
（3）在潮湿状态下，镁与三氧化二铁中的氧发生作用，产生剧烈的燃烧，释放出高热，发出耀眼的白光。
化学反应：3Mg+Fe2O3=3MgO+2Fe 因此，传统观念认为镁合金具有危险性，是一种不安全的材料。近年来，通过大量的生产实践，人们已经逐步走出传统的误区。其实理论上存在的危险性，在实践中并不能一概而论，事实上镁的块状固体相当安全，不会发生燃烧和爆炸。甚至将镁块直接对着火焰加热和燃烧，也不会引起镁的燃烧。即使镁块被引燃，只要将火焰撤离，镁块也会因为热量迅速散失，温度降至燃点以下，火焰会自动熄灭。
镁块具有热容量大、热量散失快、燃点高的特性。镁块的燃烧必须是
先将固体镁块加热到650C（熔点），固体镁块溶化后再对液体的镁继续加热到1100C（沸点），这时才会有镁蒸气逸出，气体的镁才具有极强的燃烧和爆炸危害性。
但是镁的粉尘、碎屑、轻薄料的确也存在一定的燃烧、爆炸危害性。一般认为：当空气中镁粉尘浓度达到20mg/L 时就可能引起爆炸；直接对镁粉尘加热到340—560 C也可能引起镁粉尘的燃烧。
镁合金生产在压铸行业中发生的燃烧、爆炸事故也往往是由镁的粉尘、碎屑、轻薄料引起的。由于镁的粉尘、碎屑、轻薄料导热好，热积聚快，彼此间又不能充分散热，以及它们的表面积大，与氧接触充分（有利于镁与氧发生反应），一旦镁粉尘遇上火星、火花、火焰就会导致迅猛的
燃烧和爆炸。因此能否保证镁合金的生产安全，其关键在于对镁的粉尘、碎屑、轻薄料能否进行有效管理和控制。
镁合金的安全生产条件与要求
11.3.1 对管理工作的要求
（1）要正确树立安全责任为天、生命至高无上的“安全第一”观念，增强安全是企业效益的保障，安全是企业最大的效益的意识。
（2）建立相应的组织机构（公司、部门、班组），本着谁主管、谁负责的原则，落实安全生产责任制。
（3）企业的安全生产和管理最终表现为不折不扣地贯彻执行《安全生产法》，并结合企业自身安全生产特点，制定各种安全生产的制度和操作规范，并严格执行。
11.3.2 对安全生产条件的要求
（1）生产场地要求空间高，自然通风好，场地宽敞，有充足的避险逃生通道。
（2）建筑设施必须是预制混凝土或砖混结构的，门窗和市内设备应具有阻燃和防火功能。
（3）建筑设施应该分为若干个相互独立、保持有相对安全距离的区域，便于与各个作业区相互配套。
（4）生产现场及四周不允许存放易燃易爆物品，并应该设置明显的安全警示标志，安装有遇险报警装置
5）作业区和管理区配置的消防器材必须采用镁合金专用的“D 级灭
火器”，配置的其他消防器材只能是干沙、石棉布、镁砂、覆盖剂，其他消防器材不得用于镁合金火灾救灾。
（6）消防器材的配置地点应该标志明显，取用方便，并实行专人维护和保养，不得挪作他用。
（7）作业区必须实行严格的禁火、禁水管制，并防止火星、火花的产生。
（8）电源线路、电器设备的安装必须符合国家安全规范的规定，并安装有合适的过电流断电装置。
（9）电线排列和接头必须符合规范要求，不得乱接乱搭，并由可能的防雷、防静电措施。吸尘设备、排风扇、照明灯具必须是防暴的。11.3.3 对操作人员的要求
（1）操作人员的个人防护是从事镁合金压铸的基本条件。镁合金压铸人员的基本保护用品有工作服、安全帽、防护面罩、隔热石棉手套、防火衣裤（耐热700C以上）、安全鞋。操作人员上岗前必须进行相应的安全培训，并考试合格方能上岗。
（2）操作人员在进行作业以前，必须按规定正确穿戴劳动保护用品（穿劳保鞋，戴棉质口罩、平滑手套、平滑帽子，穿无口袋、无袖口的工
作服），未穿戴防护用品的人员不能靠近作业区域，不能进行操作。
（3）操作人员不准带病上岗和酒后上岗，作业区内禁止吸烟，并不得将火种、水及违禁物品带入。
(4)生产现场必须保持清洁卫生，不得留下油污水渍，对镁屑、镁渣、飞边、轻薄料必须2h 清理一次，并装入专用中转容器内运走和进行无害化处理。
(5)操作人员在镁合金熔炼炉前加料、打渣时，必须穿好工作服，戴上头盔，防止汗液滴入镁液中，引起爆炸和飞溅，导致灼伤皮肤。
11.3.4 人身与设备安全操作规范镁合金熔炼铸造过程中的安全涉及个人防护、熔炼安全和铸造安全。镁合金的熔炼是生产中的重要环节，也是镁合金生产安全的关节环节。一般应该注意以下几点:
(1)炉体最好为双层结构设计，当内层坩埚破裂时，镁液可流到内外层之间的夹层中，同时报警并停止加热，使熔化的镁溶液不致流到外面造成危险。
(2)要经常检查炉子有无锈蚀，如有锈蚀应及时清理，坩埚使用前必须经过煤油渗透及x 射线检验，证明没有缺陷才能使用。
(3)坩埚每半年至少要吊出炉外全面检查一次，或熔化xx吨镁合金，当壁厚为原来一半时，停止使用。小的孔洞及锈蚀可以清理后补焊使用，不过一定要经过检查。
( 4)镁压铸时熔炉镁液面随加料期少量升降，液面与坩埚壁面的交界上方受到高温镁液和SF6 的浓度，浓度过高会使坩埚迅速腐蚀。
(5)镁锭在投入熔炉前，一定要预热到150C以上.熔炉旁要备一有
盖的装渣箱, 从熔炉里面舀出来的炉渣要放到容器内，并马上盖上密封
(6)熔化现场一般要始终保持有一瓶混合保护气，以备突然停电或发生其他突发事件时急用。
11.3.5 镁合金压铸生产过程的要求
(1)镁合金压铸生产过程中，最重要的是保持现场的干燥、干净。
(2)每次开机前应该将模具预热到150 C以上，不要喷涂过多的涂料, 以免型腔内积水，引起危险。另外冲头几模具的冷却尽量不要用水冷。冲头的冷却可用风冷，模具的加热及冷却一般用耐高温油。
( 3 )镁合金压铸冲头速度也比铝合金压铸的高，为避免飞料伤人，有时在模具上分型面部位加装飞料挡板。压铸时前后安全门一定要关闭，操作者严禁站在分型面上。
(4)生产现场的废料必须及时清理，应装在干燥的不燃容器内。飞料即粉尘也要及时清理。从各国镁压铸工厂以往所发生的起火事故来看，有50%以上是由镁粉尘、废料的清理和存放不当造成的，一部分发生在加工环节，而在熔炼环节发生的事故约占10%左右。
( 5)镁合金压铸车间除和普通压铸车间一样要求通风良好外，还对防火、防水有更严格的要求。车间建筑要使用不可燃材料，地板材料也要不吸水，耐热。屋顶抽风机不要设置在熔化炉的上方附近，以防漏雨。
( 6 )压铸现场必须清洁，不允许有任何积水、油污存在，并要有良好的通风、排气条件。
(7)镁合金锭要存放在阴凉、干燥、通风的库房中，熔炼现场不宜存放过多的镁锭。
8)镁合金的水口料、废料也应放在不燃的容器内单独存放
（9）压铸机主机及熔炉的电力、燃料、冷却水、气体等供给应有远端控制，以备意外发生时可以关掉。
（10）如果打磨区设置在车间内，一般要配置湿式吸尘器。车间应划出紧急通道并保持畅通。
（11）压铸车间配置灭火器材，用于镁合金的灭火剂有干沙、覆盖剂、D级灭火器、这些灭火器材应放置在醒目的地方，便于现场紧急使用，干沙及覆盖剂要存放在容器内防止潮湿，并要经常检查。
（12）镁合金由于在燃烧时有耀眼的白光，以及有烟产生，看似可怕，其实镁合金的燃烧热只有汽油的一半。如果现场有少量的镁燃烧，可迅速铲起，放入集渣箱内并盖上，或者转移至空地带。如果镁液流散或无法铲起，则应迅速撒干沙或用覆盖剂覆盖，要均匀地撒在燃烧的镁上。当发现镁合金炉内有白烟时，可加大保护气体SF6的流量，清理液面的氧化渣。如果仍不能制止，可投入几个预热过的镁锭，以迅速降低镁液温度。当发现镁液面燃烧时，要迅速关闭加热系统，同时加大保护气体SF6的流量，并在镁液表面撒入覆盖剂。D级灭火器非在必要时尽量不用，因为其价格昂贵且加压的气体容易把火吹散。炉外的镁合金灭火大多采用干沙覆盖扑灭的方法。
（13）镁压铸时熔炉坩埚的腐蚀锈蚀是难以完全避免的，当发生坩埚破裂泄露时，处理方法如下：首先要迅速切断电源，穿戴防护用具，由泄液口的流量判断泄露程度，做出不同的处理。如果泄液口没有镁液流出，可立即将覆盖剂大量丢入炉中及盛液皿中，然后用干燥的勺子从炉中舀出一些镁液，接着放入几个预热过的镁锭，使坩埚内的镁液尽快凝固；如果
流出的镁液不多，则立即将覆盖剂大量丢入炉中及盛液皿中，在盛液皿尚
镁合金热处理过程中组织与相的变化
镁合金热处理过程中组织 与相的变化 Prepared on 24 November 2020
镁合金热处理过程中组织与相的变化摘要：本文研究了AZ91D等温热处理过程中的溶质扩散、晶界熔化、晶粒合并以及相变等对枝晶球化过程的影响。结果表明:随着热处理时间的延长，晶粒逐渐球化，而且发生合并现象；同时在界面能降低的驱使下，通过溶质原子的扩散,晶粒内部包裹小液滴；半固态部分重熔过程中经历以下相变：β→α，α +β→L，α→L。 关键词：AZ91D镁合金；等温处理；相变 The Research of Organization and Phase Change of Magnesium Alloy during Isothermal Heat Treatment Abstract: The effect of solute diffusion and the grain boundary melting and grain merger and phase transitions on dendrite spheroidzing process is researched during the isothermal heat treatment. The results show that the grains gradually spheroidize and appear the merger phenomenon with extending the heat treatment the same time, owing to decreasing interfacial energy; the packed small liquid drop form intra - grain by the diffusion of solute atoms, There is the following phase transition: β→α,α+β→L,α→L during The semi-solid remelting. Key words:AZ91D magnesium alloy; isothermal treatment; phase transition 1、概述 镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种，以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点，近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域，尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。 镁合金半固态成具有成形温度低、凝固收缩小、缺陷和偏析减少、晶粒尺寸细小、模具寿命延长等优点,被专家学者誉为21世纪新一代新兴金属加工方法。但是,要实现镁合金的半固态成型，首先必须制备初生相为颗粒的非枝晶组织合金。国内外研究者常用的枝晶粒化方法为机械搅拌法或电磁搅拌法。由于机械搅拌法的工艺参数难以控制、搅拌设备易磨损和腐蚀、不适应与高熔点合金和易氧化合金,因此该法很难在工业上推广应
AZ31B 镁合金挤压工艺研究
AZ31B 镁合金挤压工艺研究 黄光胜, 汪凌云, 范永革金属成形工艺Vol. 20 №. 5 2002:11-14 镁及镁合金是所有金属结构材料中最轻的,其密度只有1. 74g/ cm3 ,是铝的2/ 3 ,比钢轻78. 1 %。与其它金属材料以及工程塑料相比,镁合金具有很高的比强度和比钢度。镁合金已被誉为21 世纪的金属,近年来在汽车、航空航天、电子工业领域获得了迅速的发展,而且发展前景越来越好[1 , 2 ] 。作为一种新兴金属材料,镁的现有使用状况远没有充分发挥镁合金材料的潜在优势, 镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业,其规模只有铝业的1/ 50 ,钢铁工业的1/ 160[3 ] 。其主要原因是: (1) 作为工程材料,大多数的镁结构件都来自压铸这一种加工方式,限制了产品品种和类型; (2) 应用范围小,镁压铸件的80 %来自汽车工业,而且90 %又是室温使用的结构件,且主要局限于小体积零件。 由于镁的晶体结构为密排六方,塑性不及面心立方结构的铝,塑性成形能力差[4 ] ,因而镁合金在压铸成形领域优先得到重视和发展。变形镁合金与铸造镁合金相比,有更优良的综合力学性能,因此为了推动镁合金在航空、航天、汽车、摩托车等领域内的大量应用,发展我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。对镁合金的挤压工艺进行了生产性试验研究。 1 实验方法及挤压参数的确定 1. 1 实验方法 试验合金为AZ31B ,其成分为表1。在油炉中熔炼,所用原料为Mg(1 级) ,Al (1 级) ,Zn (1 级) ,Al-10 %Mn 中间合金。熔炼过程中采用熔剂保护,石墨模铸造。棒材与型材铸锭尺寸为 <108mm ×250mm ,管材铸锭的尺寸为( <117mm/ <35mm) ×260mm。铸锭均匀化处理温度为400 ℃,保温时间为12h。铸锭均匀化处理后,车外皮,再挤压。 棒材与型材在1250t 卧式挤压机上成形,管材在600t 的立式挤压机上成形。挤压温度定为400 ℃,挤压筒和模具温度比挤压温度低,取380 ℃。为满足组织和力学性能要求,一般挤压比λ≥8 ,棒材的λ为10 ～25 ,管材、型材的λ为10 ～45。选择挤压速度为1 ～2. 5 m/ min。对铸锭和挤压出的棒材、管材、型材取样,在OLYMPUS 金相显微镜上进行微观组织观察。在WE2100 万能材料试验机上对棒材、管材、型材进行室温力学性能测试。 1. 2 挤压参数的确定 (1)挤压温度的确定。 挤压温度是挤压参数中最活跃的因素,它不但影响挤压过程的进行,还影响收得率、产品的质量以及力学性能等。从理论上考虑,应根据合金的相图、塑性图、和再结晶图[5 ] ,即挤压温度应低于合金的固相线高于再结晶温度,并且是塑性较好的温度,但实际上远比此复杂,尤其对镁合金而言,它易烧、易爆,需要格外注意。根据以上因素综合考虑,将镁合金的挤压温度定为300～450 ℃ [6 ] ,挤压筒、垫片、模具的温度一般比挤压温度低25 ℃,以补偿由于摩擦热、变形热而引起的温升。考虑到以上情况, 对AZ31B 而言, 取挤压温度为400 ℃。 (2)挤压速度的确定。 选择挤压速度的原则是,在保证制品不产生表面裂纹毛刺和扭拧、弯曲、波浪、间隙、扩(并) 口以及尺寸等重量问题的前提下,当挤压机能力允许时,速度越快越好。但挤压速度的确定同挤压温度一样,也十分复杂。挤压速度的大小受合金、状态、毛料、尺寸、挤压方法、挤压力、工具、制品复杂程度、挤压温度、模孔数量、润滑条件等的影响[7 ,8 ] 。因此综合考虑,AZ31B 的挤压速度定为1～2. 5m/ min。 (3)挤压比的确定。 为使镁合金在挤压过程中达到正常的加工效果,必须使断面减缩率保持在一定的范围内[6 ] 。试验的挤压比确定为:棒材的λ为10～25 ,管材、型材的λ为10～45 。 2 试验结果 2. 1 铸锭组织 铸锭的铸态组织如图1 ,基体为α固溶体,在基体上存在大量粗大枝晶, 少量的第二相
新型金属合金材料行业讲解
新型金属合金材料行业讲解 (2011-12-23 06:38:22) 转载▼ 标签： 分类：新能源新材料 散户之友 财经 资料来源：东兴证券 中国航空业步入高速增长，带动航空材料产业腾飞。中国将成为世界增长最快、最具发展潜力的航空市场。根据中国商飞公司的测算，中国航空客流量将以每年7.7%的速度增长，未来20 年，中国总计需要新增飞机3997架。随着国产大飞机计划的推进，以及我国航空材料制造业的不断发展，航空材料国产化率会稳步提升，2010-2019 年是我国新增客机需求增长最快的时期，在此期间航空合金材料的年均增长率保持10%左右。高铁、城市轨道交通材料产业迎来爆发式增长期。随着我国高速铁路和城市轨道交通建设的加速，轨道交通用的铝合金材料、金属基复合材料以及C/C 复合材料将迎来高速增长时期，其中轨道交通用铝合金材料将保持年均25%~30%的增速，总需求量将在2016 年达到30.77 万吨。金属基复合材料和C/C 复合材料将保持年均30%以上的增速，总需求量将从目前的10 万吨左右增长到2014 年的25 万吨。汽车轻量化材料是汽车工业节能减排的必然选择。2011—2015 年，随着中国汽车工业水平的不断提升，汽车工业节能减排的深入，中国汽车单车铝材料用量将以每年10%~12%的速度增长，到2015 年中国汽车用铝量将从目前的190 万吨增长至314 万吨，市场增长潜力巨大。 1．产业背景：战略新兴产业崛起的基础 1.1 新材料产业是新兴产业崛起的前提 新材料本身就是一种高新技术，又是现代高新技术和产业的基础和先导，也是提升传统产业的技术能力、调整产业结构的关键。新材料的突破往往会引发
航空高性能铝合金材料的基础研究
项目名称：航空高性能铝合金材料的基础研究首席科学家：张新明中南大学 起止年限：2012.1-2016.8 依托部门：湖南省科技厅教育部
一、关键科学问题及研究内容 3.2 主要研究内容 3.2.1 三类高性能铝合金的成分与组织模式设计 本项目以调整铝合金主成分设计方向为突破口，增加高固溶度元素含量，降低低固溶度元素含量，消除恶化综合性能的残余结晶相，并引入可形成共格多元弥散相的过渡族和稀土特定微量元素，创新设计新一代高性能铝合金成分，确立高强高韧高淬透、超强高韧耐蚀、中强高耐损伤的多相适配微结构模式，形成三类铝合金原型，为此需要开展下列研究工作，重点研究解决科学问题1（新型高淬透性过饱和固溶体与第二相的形成、演变及其强韧化作用）和科学问题2（复杂环境下铝合金耐损伤、抗腐蚀多相微结构的适配模式设计与调控机理）。（1）高强高韧高淬透性铝合金成分与组织模式设计 ●研究Al-Zn-Mg-Cu系高Zn、低Cu、低Mg富铝区的相平衡与温度和成分 的关系。 ●研究Al-Zn-Mg-Cu系合金析出转变动力学—成分关系，确立淬火温区稳 定、时效温区析出成分区域。 ●研究高强铝合金淬透性和析出强韧化与成分的关系，设计高淬透高强高 韧的新型铝合金成分。 ●研究过渡族和稀土元素影响共格相界向非共格相界转变的规律及机理、 新型弥散相影响再结晶的规律及机理。 ●研究淬火界面形核析出规律、多相界面协同调控淬透性与强韧性的作 用，确立高淬透高强高韧的多相适配微结构模式。 （2）超强高韧耐蚀铝合金成分与组织模式设计 ●研究Al-Zn-Mg-Cu合金高Zn、低Cu、低Mg富铝区主成分对析出第二相及 其与基体电位差、极化行为的影响规律，设计新型超强铝合金主成分。 ●研究过渡族与稀土元素复合添加对Al3Zr晶体结构及热稳定性的作用规 律，确立新型多元弥散相，设计超强铝合金的微合金化成分。 ●研究新型多元铝化物共格弥散相抑制铝基体再结晶作用规律，揭示共格弥 散相对强韧性和耐蚀性的影响规律及机理。 ●研究基体晶界和第二相对耐蚀性和强韧性的协同作用及机理，确立超强高
铝合金材料牌号和用途
铝合金材料牌号和用途 点击次数：548 发布时间：2009-9-22 0:14:49 1050食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145包装及绝热铝箔，热交换器 1199电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件2036汽车车身钣金件 2048航空航天器结构件与兵器结构零件 2124航空航天器结构件 2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319焊拉 2219合金的焊条和填充焊料 2618模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉 2A02工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉
各系铝合金性能及用途
铝合金分类及应用领域 1XXX 纯铝说明1XXX系列代表1050 1060 1070 1XXX系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1XXX系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1XXX系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准 (gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。 应用领域1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2XXX 铝铜说明2XXX系列铝板代表2A16（LY16）2A06（LY6）2XXX系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。
2XXX系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2XXX 系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2XXX系列的铝板生产技术将进一步提高。 应用领域2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件
镁合金材料工艺
镁合金发展 针对陕北的跨越式发展目标，提出了建设府谷、神木镁产业基地，推进榆林能源基地资源深度转化，拉长产业链条，加大财政引导资金投入力度，组建省级镁业企业集团，集中力量开展技术攻关，重点发展六种镁合金，加强镁业人才建设 镁锂合金材料是当今世界上最轻的金属结构材料，属于国际上列入高度保密的技术。今年年底，中国将在西安阎良国家航空高技术产业基地实现这种金属结构材料的规模化生产，用于航空、航天、能源等多个领域。 据西安交通大学材料专家柴东朗教授介绍，镁锂合金材料具有低密度、高塑性等特点，是当今世界上最轻的金属结构材料，可部分替代目前应用于航空、航天领域的铝材及其他铝合金材料，具有广泛的应用前景。中国对镁锂合金材料研究已有一段时间，但是大多数处于实验室阶段，直到2010年西安交通大学与西安四方超轻材料有限公司合作在西安阎良国家航空高技术产业基地建成了中国第一条镁锂合金生产线。 经过两年来的进一步研发，目前西安四方超轻材料有限公司已在镁锂合金的冶炼工艺、质量控制、表面处理、机械加工等方面取得了突破性成果，为产品的推广应用创造了良好条件。 根据规划，到今年年底，西安四方超轻材料有限公司镁锂合金超轻材料项目将实现规模化生产，预计可年产100吨镁锂合金超轻材料。 我国镁深加工能力很薄弱。虽然早在50年代后期镁压铸业就已经起步，先后有若干厂家生产林业用机械和工具、风动工具等镁合金压铸件。到了90年代初，在汽车工业、电子工业发展的带动下，国内的镁压铸业有了较大的发展。为3C等产品配套的镁合金压铸件厂主要云集在华南和江、浙地区，尤以珠江三角洲一带最为突出。这一地区受到香港、台湾两地资金的投入、技术的支撑、市场的开拓以及管理的介入等全方位的拉动，发展速度令人关注。 积极稳妥地发展镁产业实现镁合金产业化是一项涉及面广、技术集成度高的大型系统工程。近10多年来，在世界范围内相继建立的一大批镁合金压铸工
镁合金热处理简介
镁合金热处理 各位领导、同事们： 很荣幸能在这里和大家共同学习。感谢公司领导给予我的机会！ 我进入公司的这两年多时间，从事了镁合金熔炼、铸造、压力加工、热处理等方面的一些工作。今天，仅就自己在镁合金热处理方面工作、学习的部分收获及心得，与各位进行讨论。由于水平有限，错误与不当处在所难免，请各位不吝赐教。 固态金属（包括纯金属及合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，统称为金属固态相变。金属中固态相变的类型很多，有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。例如钢铁的奥氏体、铁素体转变。掌握金属固态相变规律及影响因素，采取措施控制相变过程，以获得预期组织，从而使其具有预期的性能。常用的措施包括特定的加热和冷却工艺，也就是热处理。钢铁的淬火，为的是快速冷却以保持其高温相，从而达到所需要的性能。 对于镁合金，常采用的热处理方式包括：均匀化退火（扩散退火）、固溶（淬火）（T4）、时效（T5）、固溶+时效（T6）、热水淬火+时效（T61）、去应力退火、完全退火等。这里做以下方面简要介绍： 1.均质化退火，其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。那么，晶内偏析是如何形成的呢？这个，我们就需要了解结晶凝固过程，下图1为镁合金相图中最普通的Mg-Al相图： 以AZ61为例，从相图中我们可以看到，从液相线开始，熔体开始凝固，形核随着温度下降开始长大，在每一个温度点，液相和固相
图1 Mg-Al相图 成分分别对应于该温度时的液相线和固相线所对应的成分。造成了晶粒随温度下降而长大过程中的成分不均匀，也就是晶内偏析。均质化退火，主要作用就是将铸件加热到一定温度，使物质迁移作用明显，消除晶粒内浓度梯度。 对于固溶、时效等热处理手段，更确切的来说，是利用合金元素在基体中溶解度随温度变化这一属性。 2.固溶处理。基体不发生多型转变的合金系，室温平衡组织为α+β，α为基体固溶体，β为第二相。当合金加热到一定温度是，β相将溶于基体而得到单相α相固溶体，这就是固溶化。如果合金从该温度以足够大的速度冷却下来，合金元素的扩散和重新分配来不及进行，β相就不能形核和长大，α固溶体中就不可能析出β相，而且由于基体固溶体在冷却过程中不发生多型性转变，因此这时合金的室温
镁及镁合金板材的生产工艺流程
镁及镁合金板材的生产工艺流程(一) 镁及镁合金板材的生产工艺流程为: 1、熔炼与铸锭 熔炼包括熔化、合金化、精炼、晶粒细化、过滤等冶金和物理化学过程,通常在反射炉或坩埚炉内进行。镁及镁合金的熔点都在650℃左右,它们极易氧化且随温度的升高而加剧。当温度超过约850℃时,熔体的表面立即燃烧,故熔炼时必须用熔剂覆盖或以保护性气体保护。镁及镁合金在熔融和燃烧状态下遇水、含水(包括结晶水)物质和液态防火介质都可能导致剧烈爆炸,因此,在生产的全过程中注意安全是至关重要的。以隔离空气为主的覆盖熔剂和以提高熔体质量为主的精炼熔剂都是碱金属或碱土金属的氯化物和氟化物。除气(主要是氢)随熔剂精炼进行,也可向熔体中通入活性气体(如氯气)。对凝固时的晶粒粗大倾向,据合金的不同可采取控制熔体温度、向熔体加入微量元素进行变质处理等加以抑制,即晶粒细化(见铸锭晶粒的细化处理)。铸锭通常采用半连续铸锭法。除封闭式铸锭外,流槽和结晶器中裸露的金属,必须用s0:或SF。等气体保护。要科学地确定和控制各项铸造参数,以防止铸锭发生热裂,并降低冷隔深度和减少金属间化合物的形成和聚集。除镁一钇系合金外,铸锭的冷裂倾向小。 2、加热与热轧 铸锭在加热前必须铣面(见有色金属合金锭坯铣面),彻底去除冷隔和偏析物等表面缺陷;合金元素含量高和含锆、钇等的合金还要经均匀化处理(见有色金属合金锭坯均匀化)。铸锭加热时应避免直接热辐射和避免火焰同铝接触,以防局部过热、熔化或燃烧。根据合金的不同加热温度控制在370~510℃范围内。除含锂高的超轻合金有晶型转变外,余者皆为密排六方晶型,塑性差,但变形能力随加热温度的提高和晶粒尺寸的减小而提高,并比立方晶型的金属提高得更快。热轧的总变形量可以达到96%。严格控制终轧温度是保证热加工状态成品板材的力学性能并防止板坯及薄板产生裂纹的重要途径。晶粒粗大的铸锭和厚度较小的热轧成品,有的要进行二
镁合金材料应用简介
镁合金材料应用简介 庄顺英 zsy@https://www.360docs.net/doc/952274805.html, 摘要:：以下是转载，主要介绍镁合金材料的特性、种类、成型条件和处理工艺。关键词: 如：性能，特点，压铸设备，成型技术等
镁合金材料一直是作为机械零件来应用的，近年来，由于3C产品的轻薄化，使得镁合金产品在3C领域有着较为广泛的应用。 这种金属材料的特点，决定了它的加工方式与注塑产品有很大的不同，所以在这里对镁合金材料做个简单的介绍，主要包括镁合金材料简介、镁合金压铸设备简介、镁合金压铸模具简介和典型零件工艺流程简介，给大家在设计镁合金产品时做一个参考。 一、镁及镁合金材料简介 1、物理化学性能 镁为银白色金属，原子序数为12，原子量为24，是目前实际应用中重量最轻的结构金属。 镁的密度1.74 g/cm3，熔点650℃，沸点1107℃，比热1.03KJ/(kg* K)，线胀 系数26×10-6/ K，弹性模量45GPa（在常用金属中是最低的）。 气氧化，生成一层很薄的氧化膜，但这种薄膜不致密，疏松多孔，而且脆性较大，远不如铝合金氧化膜坚实，所以镁的耐蚀性很差。 镁属于活泼金属，化学活性很强，与其他金属接触时会产生电化学腐蚀，即使皮膜处理后，也不能完全防止腐蚀。 2、机械性能及合金化 纯镁的机械性能较低，屈服强度σs=90MPa,抗拉强度σb=200MPa,延伸率：δ=11.5%,断面收缩率ψ=12.5%，一般不能直接用做结构材料。 因此，人们根据不同的使用要求，在镁中加入铝、锌、锰、硅、锆、铈等合金元素，创造出多种不同性能的镁合金。 铝的合金化可以改善机械强度，提高铸造性能，同时赋于材料热处理强化效果，但随着铝含量的增加，材料的延展性和断裂强度逐渐下降。 锌的合金化能改善机械强度，在含量适当时，能改善合金的塑性，但锌对铸造性能有不利的影响，增加形成疏松和热裂纹的倾向。 锰的合金化对提高耐腐蚀性能也十分有利，因为Mn可与合金中的Fe形成化合物作为熔渣被排除，消除Fe对镁合金耐蚀性的有害影响。 硅和其它稀有元素的镁合金，能促使形成细小的微粒分布在晶粒的周围，改善镁合金的高温蠕变性能，当然，这些合金在室温下也具有良好的机械性能。 合金化的个作用：第一，提高镁的机械性能；第二，降低液相温度，增加流动性，改善镁合金的铸造性能，减小收缩倾向；第三，针对镁合金在150℃以上，强度显著下降的特点，增强镁合金的高温抗蠕变性能。
国内外新材料产业发展经验汇编
经验汇编：国内外新材料产业发展动态 新材料是国家七大战略性新兴产业之一，是制造业转型升级的基础。去年底国务院成立国家新材料产业发展领导小组，工信部等四部委发布《新材料发展规划指南》，为新材料产业发展提出目标、方向和任务。现梳理国内外新材料产业发展动态，供参 一、国际市场竞争激烈 全球新材料产业竞争格局正在发生重大调整，新材料不信息、能源、生物等高技术加速融合，大数据、数字仿真等技术在新材料研发设计中作用不断突出，“互联网+”、材料基因组计划、增材制造等新技术新模式蓬勃兴起，新材料创新步伐持续加快，国际市场竞争日趋激烈。日本新材料产业发展目标是占据世界市场，目前其保持领先优势的领域有：精细陶瓷、碳纤维、工程塑料、非晶合金、超级钢铁材料、有机EL材料、镁合金材料。美国将新材料列为影响经济繁荣和国家安全的六大类关键技术之首，凭借其强大的科技实力，新材料产业全面发展，幵注重“官产学研”有效结合推动新材料发展。俄罗斯在航空航天材料、能源材料、化工材料、金属材料、超导材料、聚合材料等领域保持领先地位，幵大力发展电子信息工业、通讯设斲、计算机产业等对促进国民经济发展和提高国防实力有重要影响的材料领域。 二、国内发展速度加快 我国新材料产业处于发展黄金期，市场规模已超过2万亿元，预计“十三亓”期间年均增速达20%。一是东中西部协调互补的整体布局初具雏形。东部地区在环渤海、长三角和珠三角地区，已形成综合性新材料产业集群；中部地区在高技术含量、高附加值的精深加工产品方面潜力巨大；西部地区正着力培育一批特色鲜明、比较优势突出的新材料产业集群。二是发展目标明确。到2020年，先进基础材料总体实现稳定供给，关键战略材料综合保障能力超过70%，前沿新材料取得一批核心技术与利，部分品种实现量产。三是发展方向清晰。突破金属材料、复合材料、先进半导体材料等领域技术装备制约，在碳纤维复合材料、高品质特殊钢、先进轻合金材料等领域实现70种以上重点新材料产业化及应用，建成不我国新材料产业发展水平相匹配的工艺装备保障体系；积极发展军民共用特种新材料，促进新材料产业军民融合发展。 三、各省份发展动态 山东省新材料产业领域覆盖国家划定的六大领域，在全国新材料产业基地数量区域分布统计中占10%，新材料产业产值占全国总产值的四分之一左右。目前已形成以聚氨酯、氟硅材料、高性能纤维、新型隔热保温等涉化工新材料为主导，稀土功能材料、石墨烯、高端晶体、纳米材料等前沿材料为新增长点的新材料产业体系，是国内重要的新材料产业基地。主要做法:一是龙头带动。以烟台万华、山东东岳、鲁西等年产值百亿元以上的化工新材料巨头企业为龙头，培育出一批成长性强、市场占有率高的“小巨人”企业，应用扩大到碳纤维、芳纶、玻纤等新材料下游市场。二是研发创新。自主开发出全氟离子膜、碳纤维、高强超薄大型铝合金材料、间位芳纶纸等一批新材料产品；石墨烯、晶体材料等前沿新材料创新成效明显。三是依托智能制造打造核心竞争力。如泰山玻纤的全链条全系统智能化使生产效率提高20%，运营成本下降20%。 江苏省是新材料制造和需求大省，在新型功能材料、纳米材料和多晶硅等领域处于国内领先地位。2016年全省新材料产值达1.18万亿元，产业规模占长三角的一半以上，约占全国规模的15%。主要做法：一是优化布局。结合苏南国家自主创新示范区建设，加强顶层设计和
镁合金热处理工艺及研究现状
镁合金热处理工艺及研究现状 摘要：镁合金具有较高的比刚度、比强度、良好的电磁屏蔽性、减振性能和散热性能，是最轻的结构金属材料之一，在航空航天领域具有广泛的应用前景。本文综述了镁合金热处理工艺及其研究现状。 关键词：镁合金热处理研究现状 多数镁合金都可通过热处理来改善或调整材料的力学性能和加工性能。镁合金能否通过热处理强化完全取决于合金元素的固溶度是否随温度变化。当合金元素的固溶度随温度变化时，镁合金可以进行热处理强化。镁合金的常规热处理工艺分为退火和固溶时效两大类。 镁合金热处理强化的特点是：合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢，因此固溶和时效处理时需要保持较长的时间。另外，镁合金在加热炉中应保持中性气氛或通入保护气体以防燃烧。 一、退火 退火可以显著降低镁合金制品的抗拉强度并增加其塑性，对某些后续加工有利。变形镁合金根据使用要求和合金性质，可采用高温完全退火（O）和低温去应力退火（T2）。 完全退火可以消除镁合金在塑性变形过程中产生的加工硬化效应，恢复和提高其塑性，以便进行后续变形加工。完全退火时一般会发生再结晶和晶粒长大，所以温度不能过高，时间不能太长。当镁合金含稀土时，其再结晶温度升高。AM60、AZ31、AZ61、AZ60 合金经热轧或热挤压退火后组织得到改善。去应力退火既可以减小或消除变形镁合金制品在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力，也可以消除铸件或铸锭中的残余应力。 二、固溶和时效 1、固溶处理 要获得时效强化的有利条件，前提是有一个过饱和固溶体。先加热到单相固溶体相区内的适当温度，保温适当时间，使原组织中的合金元素完全溶入基体金属中，形成过饱和固溶体，这个过程就称为固溶热处理。由于合金元素和基体元素的原子半径和弹性模量的差异，使基体产生点阵畸变。由此产生的应力场将阻碍位错运动，从而使基体得到强化。固溶后屈服强度的增加将与加入溶质元素的浓度成二分之一次方比。 根据Hmue-Rothery规则，如果溶剂与溶质原子的半径之差超过14%～15%，该种溶剂在此种溶质中的固溶度不会很大。而Mg的原子直径为3.2nm，则Li，Al，Ti，Cr，Zn，Ge，Yt，Zr，Nb，Mo，Pd，Ti，Pb，Bi等元素可能在Mg中会有显著的固溶度。另外，若给定元素与Mg的负电性相差很大，例如当Gordy定义的负电性值相差0.4以上（即∣xMg－x∣>0.4）时，也不可能有显著的固溶度。因为此时Mg和该元素易形成稳定的化合物，而非固溶体。 2、人工时效 沉淀强化是镁合金强化(尤指室温强度)的一个重要机制。在合金中，当合金元素的固溶度随着温度的下降而减少时，便可能产生时效强化。将具有这种特征的合金在高温下进行固溶处理，得到不稳定的过饱和固溶体，然后在较低的温度下进行时效处理，即可产生弥散的沉淀相。滑动位错与沉淀相相互作用，使屈服强度提高，镁合金得到强化： Tyield=(2aGb)/L+τ a （1） 式中Tyield为沉淀强化合金的屈服强度；τa为没有沉淀的基体的屈服强度；(2aGb/L)为在沉淀之间弯出位错所需的应力。 由于具有较低的扩散激活能，绝大多数镁合金对自然时效不敏感，淬火后能在室温下长期保持淬火状态。部分镁合金经过铸造或加工成形后不进行固溶处理而是直接进行人工时效。这种工艺很简单，可以消除工件的应力，略微提高其抗拉强度。对Mg-Zn系合金就常在热变
镁合金的一些知识(一)
镁合金的一些知识（一） 特点 其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。 应用范围：镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的 镁合金（英文：Magnesium alloy）的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。 镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。可作为阴极保
护材料。 在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪音影响。 镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。 镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100% 回收再利用。 镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。 镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。 但镁合金线膨胀系数很大，达到25～26 μm/m℃，而铝合金则为23 μm/m℃，黄铜约20 μm/m℃，结构钢12 μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。 镁合金牺牲阳极是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其
镁合金的强化处理方法研究_丁亚茹
2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012 第1期总第251期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.1T o tal N o.251镁合金的强化处理方法研究X 丁亚茹,韩建民 (北京交通大学,北京 100080) 摘 要:研究了镁合金的强化处理方法。不同元素对镁的影响不同,通过加入不同的元素得到不同性能的镁合金;有些合金元素加入后形成固溶体,起到固溶强化。有些元素可析出第二相,起到第二相强化作用。 关键词:镁合金;固溶强化;第二相强化 中图分类号:T G166.4 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)01—0101—02 工业纯镁强度很低,不能满足在结构材料使用时的性能要求,那么,就要通过一些方法来提高镁的性能。其中,最常用的手段是可以通过合金元素的加入,起到固溶强化和析出强化来提高镁的性能。 1 合金元素的固溶强化 合金元素的固溶强化是指将镁基体中溶入合金化元素,所添加的合金元素原子替换晶格点阵上的镁原子,形成固溶体,引起晶格畸变使镁金属强化。 形成固溶体的基本条件:原子半径和镁相差小于15%,Li、Al、T i、Cr、Zn、Ge、Z r、Nb、Mo、P d、Ag、Cd、In、Sn、Sb、T e、Nd、W、Re、P t、Au、Hg、P b及Bi 等元素皆可与镁形成固溶体。 形成无限固溶体的条件:原子半径和镁相差小于15%、与镁具有相同的原子价、与镁的晶体结构相似,Cd和Z n可与镁元素形成无限固溶体[2]。 合金元素原子可以阻碍镁原子的自扩散,使镁合金的弹性模量增大,镁合金的熔点也随之增大,镁的抗蠕变性能升高。 2 合金元素的析出强化 位错和第二相交互作用形成第二相强化,一般情况下第二相强化比固溶强化效果更加显著。第二相强化可分为析出强化和弥散强化。析出强化是通过相变热处理获得的,也称沉淀强化;弥散强化是通过粉末烧结获得的。 2.1 析出强化[3] 析出强化是金属在过饱和固溶体中溶质原子产生偏聚,由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而产生的一种强化。析出相阻碍了位错的滑移与运动,滑移位错间也可相互作用,阻碍彼此相对运动,从而提高了屈服强度。析出相还必须具有合适的尺寸、形状及物理性质,同时,与集基体间的界面性质也是关键因素。镁合金加入合金元素后会析出第二相,阻碍位错的滑移与运动,滑移位错间也可相互作用,阻碍彼此相对运动,从而提高了屈服强度。 起到析出强化作用的合金元素需要满足的条件:1高温下,合金化元素具有足够大的固溶度,且其固溶度随着温度的降低而减小。这样,随着温度的降低,才可逐渐析出第二相;o在基体中的合金化元素扩散速度不宜太快,这样可以减少位错的攀移;?镁的含量在析出相中所占比例足够大。在析出第二相时,镁元素析出的较多,合金用量降低。 2.2 弥散强化[4] 弥散强化的强化机制和析出强化相似,也是析出第二相,阻碍位错的滑移和攀升。析出强化的第二相是在固相中析出的,而弥散强化的析出相颗粒是在合金凝固过程中产生的,即从液相中析出。这些弥散强化相熔点高,且不溶于基体,具有优良的热力学稳定性。 在室温下,位错滑移受到弥散析出的颗粒相阻碍,将合金的性能提高;在高温下,析出相逐渐变得软化粗大,这就导致其失去了部分强化效果,却依然能阻止位错的移动,使合金依然具有较高的力学性能。 3 不同合金元素的强化作用[5] 3.1 铝元素 铝在固态镁合金中的溶解度较大,最大的固溶度可达到12.7%。温度改变时,铝的固溶度会随之改变,温度越低,固溶度越小,达到室温后,其固溶度只有2.0%左右。合金加入铝元素后,其可铸造性得以改善,进而铸件的强度得以提高。但是,晶界上析出了Mg17Al12,使合金的抗蠕变性能降低。特别是AZ91合金中Mg17A l12的析出量很高。铸造镁合金中,铝含量达到7%～9%。而变形镁合金中,铝含量一般可以控制在3%～5%。铝含量越高,耐腐蚀性越好,但应力腐蚀敏感性而增大。 3.2 锌元素 ? 101 ? X收稿日期:2011-11-28 作者简介:丁亚茹(1981-),女,内蒙古呼和浩特市,主要从事铝电解生产、氧化铝溶出等方面的研究。
新材料产业“十三五”发展规划
新材料产业“十三五”发展规划
目录 前言 (1) 一、发展现状和趋势 (2) （一）产业现状 (2) （二）发展趋势 (3) 二、总体思路 (5) （一）指导思想 (5) （二）基本原则 (5) （三）发展目标 (6) 三、发展重点 (7) （一）特种金属功能材料 (7) （二）高端金属结构材料 (9) （三）先进高分子材料 (11) （四）新型无机非金属材料 (13) （五）高性能复合材料 (14) （六）前沿新材料 (16) 四、区域布局 (17) 五、重大工程 (19) （一）稀土及稀有金属功能材料专项工程 (19) （二）碳纤维低成本化与高端创新示范工程 (20) （三）高强轻型合金材料专项工程 (21)
（四）高性能钢铁材料专项工程 (22) （五）高性能膜材料专项工程 (22) （六）先进电池材料专项工程 (23) （七）新型节能环保建材示范应用专项工程 (23) （八）电子信息功能材料专项工程 (24) （九）生物医用材料专项工程 (25) （十）新材料创新能力建设专项工程 (25) 六、保障措施 (25) （一）加强政策引导和行业管理 (25) （二）制定财政税收扶持政策 (26) （三）建立健全投融资保障机制 (26) （四）提高产业创新能力 (27) （五）培育优势核心企业 (27) （六）完善新材料技术标准规范 (28) （七）大力推进军民结合 (28) （八）加强资源保护和综合利用 (28) （九）深化国际合作交流 (29) 附件：新材料产业“十三五”重点产品目录
前言 材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。“十三五”时期，是我国材料工业由大变强的关键时期。加快培育和发展新材料产业，对于引领材料工业升级换代，支撑战略性新兴产业发展，保障国家重大工程建设，促进传统产业转型升级，构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。 根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的总体部署，工业和信息化部会同发展改革委、科技部、财政部等有关部门和单位编制了《新材料产业“十三五”发展规划》。本规划是指导未来五年新材料产业发展的纲领性文件，是配置政府公共资源和引导企业决策的重要依据。 专栏1 新材料的定义与范围
镁合金的优缺点及应用
镁合金的优缺点及应用 镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。镁合金质量轻，其密度只有1.7 kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。 一、镁合金的优点 1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。 2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5倍，因此，很适合应于受冲击的零件—车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。 3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良
好的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40%～50%，且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。 4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具，工具消耗低。而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。 5、资源丰富。中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及“下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪90年代以来，随着改革开放和市场经济的不断深入发展，中国镁工业也有了突飞猛进的发展。2000年全国镁产量约为200 kt，几乎占世界镁产量的40%，位居全球第一。2005年，原镁产量达到354 kt，原镁产能接近600 kt，比2004年净增100kt，同比增长32.1%，占全球镁产量的2/3，成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。 二、镁合金的缺点 1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力，其在高温下甚至还处于固态的情况下，就很容易与空气中的氧气发生反应，放出大量热，且生成的氧化镁导热性能不好，热量不能及时发散，继而促进
航空铝合金及其材料加工研究
航空铝合金及其材料加工研究 发表时间：2019-06-19T15:10:48.387Z 来源：《科技新时代》2019年4期作者：覃珊 [导读] 由铜、镁、锌、锰、硅等元素构成的航空铝合金，以其所具有的高抗腐蚀性。 广西南南铝加工有限公司广西南宁 530031 摘要：航空铝合金是航空制造过程中应用较为广泛的材料，其性能、加工工艺技术对飞行器运行的稳定、安全与可靠存在重要影响。基于此，本文以航空铝合金为研究对象，航空铝合金材料性能要求与材料加工工艺应用进行了简要分析，以供参考。关键词：航空铝合金；材料加工；加工工艺 引言：由铜、镁、锌、锰、硅等元素构成的航空铝合金，以其所具有的高抗腐蚀性、高塑性、高抗疲劳性等优势在航空飞行器制造领域得到广泛应用，并在不断创新发展下，成为飞行器重要构件，如蒙皮、桁条等核心金属材料。因此，在当前航空事业高速发展，高度重视飞行安全、稳定与可靠的背景下，有必要加强航空铝合金及其材料加工的研究，基于加工技术的科学应用，进一步提升材料应用性能，为航空事业优化发展奠定良好材料基础。 1航空铝合金及其性能要求 飞机是航空运输的重要交通工具，承载着人流、物流疏通的重要使命。由于飞机的工作场所是高空，运输对象以人为主，因此飞机飞行过程中，对运输质量、运输安全、运输效果等存在较高要求。需要飞机制造过程中，所应用的材料具备轻质量、高韧性、高强度、高抗腐蚀性、高抗疲劳性等特征[1]。而航空铝合金作为一种由多金属元素构成的有色金属材料,在一定程度上有效满足飞机分型过程中对结构材料性能基本要求，成为飞机结构制造中应用较广的材料。通常情况下，在飞机结构制造过程中，铝合金材料主要应用于机身、支撑结构、机翼等部分，在自身性能支撑以及与其他构件协作下，承担不同荷载，以满足飞机安全、稳定运行需求。 结合飞机飞行特征与要求，分析飞机结构构件的安全寿命，可知航空铝合金及其材料加工的性能要求具体体现在以下几方面：其一，静强度性能要求。即设计载荷条件一定，要求航空铝合金全寿命周期内，经过载荷作用后，仍处于安全、稳定状态，不存在材料或材料构件损坏、变形、裂纹等问题。与此同时，针对航空铝合金施工过程中可能存在的缺陷，能够根据缺陷特征及其发展规律，采用一定的损伤补偿措施进行缺陷的有效控制，使材料在全周期寿命内，整体结构仍能够有效承受飞机运行载荷，材料缺陷（包括裂纹、损伤等）在规定时间内不扩散，或扩散范围有限，不会对整体结构应用的可靠性、耐久性、稳定性、安全性产生不利影响。其二，服役性能要求。即飞机飞行过程中，不同部分所受到外载荷作用也不同，因此不同位置中的铝合金材料，服役性能要求存在一定差异性。例如，机身蒙皮、机翼、桁条等部分的铝合金材料对抗疲劳性、韧性、强度的要求更高；液压系统、动力系统等结构中铝合金材料对耐腐蚀性、强度等的要求更高。其三，蒙皮温度性能要求。即分机飞行过程中，蒙皮长时间处于高温状态，会使铝合金材料受高温影响性能发生改变，致使结构出现缺陷，为飞机飞行带来安全隐患。因此，在航空铝合金材料加工过程中，需对温度影响具有全面的掌控，降低飞机飞行过程中温度对铝合金性能的不利影响。 2航空铝合金材料加工工艺 2.1航空铝合金材料成分调控 成分调控是航空铝合金材料加工中的基本环节，在保证材料性能满足设计要求上发挥着至关重要的作用。通常情况下，航空铝合金主要由锌、铜、锰、硅等主要元素与锆、铬、锰等微量元素，铁、钠、钾、钙等杂质，共同构成。各元素含量不同形成的铝合金性能也不同[2]。因此，在在材料加工过程中需根据飞机设计与结构制造要求进行各元素含量的科学调配，实现铝合金材料性能的有效把控，提升铝合金材料应用的科学性、合理性与适用性。例如，7085铝合金材料加工中，1.0%的Mg质量分数下铝合金淬火敏感性，要高于1.4%的Mg质量分数。又如，在7XXX铝合金材料加工中，适当改变微量元素（将Cr、Mn微量元素转化为Zr）能够提升铝合金韧性、抗腐蚀性能。 2.2航空铝合金材料工艺处理 工艺技术处理是航空铝合金材料加工的关键环节，是航空铝合金材料制备与转换为结构构建的重要路径。通常情况下，在航空铝合金材料加工过程中，锭坯铸造、热塑性变形、冷塑型变形、材料固溶、构件淬火、材料压缩等是应用较为广泛的工艺技术。为提升航空铝合金材料加工质量与效率，应加强工艺技术管控力度，通过技术控制，进行产品性能、形态、尺寸等的有效调控，实现高质量、高品质、无缺陷材料的制备、产品的制造。例如，在大型锭坯铸造过程中，根据大型锭坯无气孔、不疏松、无裂纹、高品质等要求，可根据大型锭坯铸造存在的 熔体易偏析、热应力裂缝易产生、形态控制难度大等问题，采用熔体电磁搅拌技术、高精度液压铸造技术等进行材料加工。以熔体电磁搅拌技术为例，熔体电磁搅拌技术的有效应用，能够通过电磁力作用促进熔池中溶液的流动，从而提升熔体成分的均匀性。与此同时，能够降低铁杂质的产生，降低其对溶体表面氧化膜的不利影响。此外，熔体电磁搅拌技术的应用能够缩短熔炼时间，在保证大型锭坯铸造质量达标的同时，提升大型锭坯铸造效率，并在机械振动技术、过滤技术等结合应用下，控制能耗，满足特殊大型锭坯铸造要求。此外，在航空铝合金材料加工过程中，固溶、淬火、时效热处理等工序的有效控制，在提升铝合金材料综合性能上存在积极影响。例如，固溶能够将航空铝合金主要元素充分、均匀融入到基体中，并在淬火工艺作用下得到高饱和固溶体，实现铝合金的强度、韧性、抗疲劳性等性能指标的提升。 结论：随着铝合金材料在航空领域中，应用重要性的不断提升，铝合金及其材料加工成为人们关注的重点内容。为满足航空飞行器应用需求，应从综合角度加强航空铝合金材料的分析，注重材料加工技术的创新，能够在材料研制、材料加工工艺研发的有机结合下，提升材料应用价值，改善材料应用上性能与技术的制约，助力航空事业优化发展。 参考文献： [1]董义兵,刘涛,刘利江.航空铝合金及其材料加工[J].中国高新科技,2018(11):52-54. [2]周双巢,张天意,赵瑞宁,等.航空铝合金加工工艺的研究现状及发展方向[J].科技创新与应用,2018(05):38-39.