镁及镁合金
前 言
镁的资源丰富，约占地壳质量的２％，海水质量的０．１４％。每１ｍ３海水可提取１ｋｇ以上的镁，盐湖中的镁含量也非常高，加之镁材可以回收利用，因此镁可谓是“用之不竭”的金属。镁在工程金属中最显著的特点是质量轻。镁的密度为１．７３８ｇ／ｃｍ３，约为钢的２／９，钛的２／５，铝的２／３，Ｍｇ－Ｌｉ合金密度小于水的密度，是迄今最轻的金属材料。镁材还具有比强度、比刚度高，减振性能好，抗辐射能力强等一系列优点，必将发展为十分重要的金属结构材料和功能材料。然而，目前镁的实际应用尚少。“在材料领域中还没有任何材料像镁那样，潜力与现实有如此大的颠倒”。究其原因主要是：第一，镁的晶体结构为密排六方，塑性加工困难，至今主要应用铸造产品，变形产品很少。对于金属材料，变形产品的综合性能优于铸造产品，其用途和产量远远超过铸造产品，而镁材尚未达到这一境地。第二，镁的氧化膜（ＭｇＯ）不致密，耐蚀性能差，工件必须进行可靠的表面处理。第三，产品成本尚高。这些问题应通过科学技术的进步加以解决，但过去人们对镁材的基础理论研究和开发应用都不够。
１．１．３ 质量特性
纯镁的密度在２０℃时为１．７３８ｇ／ｃｍ３，在熔点附近，固体状态密度约为１．６５ｇ／ｃｍ３，液体状态密度约为１．５８ｇ／ｃｍ３。纯镁在凝固过程中的液固体积收缩率为４．２％，线收缩率为１．５％。从６５０℃冷却至２０℃，体积收缩率为５％，线收缩率为１．７％。１．１．４ 热学性能熔点：在大气压下，纯镁的熔点为（６５０±１）℃，熔点随环境压力的增加而升高。沸点：在大气压下，纯镁的沸点为１０９０℃燃烧点：在空气炉中加热时为６１５℃。
１．３ 化学性能１．３．１ 一般化学特性镁是化学性能非常活泼的金属，镁的标准电极电位Ｅ＝－２．３７Ｖ，在ＮａＣｌ溶液和一般环境介质中，镁与其他工程结构用金属相比具有最低电位，即对其他结构金属呈阳性，因此，镁成为常用的工程构件阴极保护系统的牺牲阳极。一般来说，镁是耐碱的。室温下，镁在ＮａＯＨ等碱溶液中几乎不起作用，但加热时，会发生反应。镁不耐酸，除氢氟酸和铬酸以外的无机酸和除脂肪酸以外的有机酸，其他酸会与镁迅速产生反应将镁溶解。在加热时，镁容易还原碱金属和碱土金属的无水氧化物、氢氧化物、重金属氧化物、碳酸盐，乃至硅、硼、铝、铍的氧化物。镁对大多数有机化合物是稳定的。不会被脂肪烃、芳香烃、１６镁及镁合金甲酮、乙二醇、汽油、煤油等浸蚀。乙醇具有轻微的浸蚀作用，甲醇则与其反应强烈。纯卤代有机化合物在常温下不会与镁发生反应，但是在高温或有水出现时，会与镁发生剧烈的反应。镁与氯代甲烷、四氯化碳、三氯甲烷之间不会发生反应，甚至在加热、加压条件下也未观察到有明显的反应发生。低卤代烷（一直到戊基衍生物）只有在一定压力下和温度超过２７０℃时才会与镁发生反应。水的出现会极大地促进卤代化合物与镁在高温下发生反
应。氟代烃在干燥环境中一般也不会与镁发生反应。
第３章 镁及镁合金
镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系，常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素，但为了简化和突出合金中主合金元素的作用，可以把镁合金分为Ｍｇ－
Ｍｎ、Ｍｇ－Ａｌ、Ｍｇ－Ｚｎ、Ｍｇ－ＲＥ、Ｍｇ－Ｔｈ、Ｍｇ－Ａｇ和Ｍｇ－Ｌｉ等合金系列。在这些合金系中一些合金是适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用，称为铸造镁合金。采用常规铸造工艺生产的典型铸造镁合金种类及成分见表３－１。在铸造
镁合金中有一些合金适合采用压铸的方式生产，可以获得更好的性能。铸造镁合金根据合金成分中变质剂的不同，即是否含锆元素作为合金晶粒细化剂，划分为两大主要镁合金系，即不含锆镁合金和含锆镁合金。前者主要以Ｍｇ－Ａｌ系合金为代表，这是因为锆在镁合金中容易和Ａｌ形成高熔点固态化合物Ａｌ３Ｚｒ而下沉，会造成锆和铝的损失。后者则以Ｍｇ－Ｚｎ、Ｍｇ－ＲＥ系合金为代表，锆可以作为合金的有效晶粒细化剂。由于铸造镁合金应用广泛，种类较多，根据铸造方法的不同，同一系列的合金中成分会又少量区别，下面依据镁合金中是否含锆，着重介绍一些典型的铸造镁合金的特性。
３．１．２ 不含锆的铸造镁合金
典型的不含锆的铸造镁合金是Ｍｇ－Ａｌ系合金，同时该类合金也是目前种类最多、应用最广泛的镁合金系列。它不但包括铸造镁合金，也包含了大量变形镁合金。以该系合金为基础，随后发展了大量的新型多元镁合金系列，包括Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｓｉ、Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｃａ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｓｒ等。在这些合金系列中，有一些合金的研究比较成熟，在工业上获得了稳定的应用，如Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ、Ｍｇ－Ａｌ－Ｓｉ系列，其他一些合金则是在１９９０年代以后才研究和开发出来的镁合金系列，具有常规Ｍｇ－Ａｌ镁合金所不具备的一些新的性能特征。Ｍｇ－Ａｌ二元合金系富镁侧是共晶型相图，在４３７℃时发生共晶反应：Ｌ→α（Ｍｇ）＋β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）。铝在镁中最大溶解度为１２．７％（４３７℃），溶解度随温度降低而减少，室温下铝在镁中固溶度约２％。在富镁区可析出的第二相是β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相。铸态下Ｍｇ－Ａｌ合金主要是由α镁固溶体和枝晶间Ｍｇ１７Ａｌ１２相组成。在实际凝固条件下，Ｍｇ－Ａｌ合金，尤其是含铝量较高的镁合金，尽管铝含量低于极限固溶度１２．７％，但也不是单相α（Ｍｇ）而是α＋β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）两相存在。这是因为在非平衡凝固条件下，Ｍｇ－Ａｌ合金中铝的最大固溶度只有５％～６．５％，由于液相中析出的α（Ｍｇ）中溶质Ａｌ来不及扩散均匀，富集在未凝固的液相中，造成凝固组织中形成两相共存。铸造时冷却速度越大，非平衡凝固偏离平衡态越远，此时α（Ｍｇ）和β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相的尺寸可越小，铸态组织可更加细密。随着铝含量的增加，结晶温度间隔逐渐减小，凝固时α（Ｍｇ）＋β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）共晶体逐渐增多，使合金的铸造性能不断改善。在铝含量大于８％时，合金的铸造性能较好。
３．２ 变形镁合金
变形镁合金材料的生产主要通过挤压、轧制、锻造等工艺手段在２００～５００℃实现，工业上变形镁合金产品的压力加工都是在较高的温度下进行。由于镁在压力加工过程中对设备能力、生产条件的要求基本上与变形铝合金相同，因此变形镁合金的生产可以采用变形铝合金的压力加工设备。根据镁合金自身的性质和变形的特点，变形镁合金还具有以下一些特点，在变形镁合金生产和对其产品性质进行评估时值得注意。
（１）由于镁的密排六方晶体结构对称性的特点，塑性变形后，变形镁合金的很多性质会出现择优取向，但变形镁的弹性模量对择优取向不敏感，因此在不同变形方向上（如轧制板材的平行轧向与垂直轧向方向上），弹性模量的变化不明显；
（２）变形镁合金在压缩时，当压应力平行于基面时容易发生孪生，因而造成纵向压缩屈服应力低于其拉伸屈服应力的缺点，σ压σ拉＝０．５～０．７，当材料的结构设计涉及到如弯曲等受力不均匀的塑性变形情况时需特别注意，以防止材料在低的压缩应力状态下就会破断，因此这个比值是变形镁合金的重要特征。不同的合金这个比值是不一样的，晶粒细小时这个比值会增加，这是因为晶界对整体强度的作用相应增大的原因；
（３）在比较低的温度挤压时会使基面以及＜１０１０＞方向近似地平行挤压方向。进行轧制时会使基面平行于薄板表面，且使＜１０１０＞方向平行于轧制方向； （４）发生交替拉压的冷卷曲会引起变形产品的强化，在压缩过程中会产生大量孪晶，导致拉伸性能明显下降。变形镁合金可根据其化学成分、性能或变形方式分类。常用的变形镁合金以其成分和基本特性分为Ｍｇ－Ａｌ系与Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ系两大类。常用变形镁合金化学成分见表３－１１。其中Ｍｇ－Ａｌ系变形合金一般属于中等强度塑性较高的变形材料，铝在镁中的含量从０％～８％，典型合金为ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ８０等合金，由于Ｍｇ－Ａｌ合金有良好的强度、塑性和耐腐蚀等综合性能，而且价格低，因此是最常用的变形镁合金系。Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ系合金一般属于高强度变形镁合金，其塑性变形能力不如Ｍｇ－Ａｌ系合金好，但强度高，一般采用挤压工艺生产，典型合金为ＺＫ６０合金。此外，一些具有特殊性能的合金也常常通过塑性变形工艺制备成变形镁合金。如高强耐热的Ｍｇ－ＲＥ系变形合金、高塑性的超轻Ｍｇ－Ｌｉ系合金。尤其是采用“快速凝固＋粉末冶金”工艺制备的变形镁合金，可以使镁合金的所有性能得到很大程度的改善和提高，快速凝固技术成为开发新型变形镁合金非常重要的一种新工艺。
第５章 镁及镁合金熔炼与铸造
铸造冶金法是目前生产镁及镁合金最重要的方法，采用该方法制备镁及镁合金产品，历史最久，工艺成熟，有专门的生产设备及稳定的生产工艺。采用该技术的基础是能获得高品质的镁合金铸锭（件），从而保证铸造镁合金具有优良的性能，确保变形镁合金可以顺利地进行后续加工。然而，金属镁由于化学性质活泼，在熔炼高温下会发生剧烈氧化。熔炼铸造工艺决定了镁合金铸锭（件）的品质，熔炼铸造工艺不当可造成铸锭（件）氧化、夹杂、针孔、缩松等许多缺陷。镁合金的熔炼与铸造工艺复杂，有其特殊性。熔炼铸造过程中存在以下主要问题。
１．在温度为４５０℃以上时，镁的氧化开始加剧。超过熔点后，其氧化速度激增。在熔融状态下，镁液极易和空气中的氧、氮、水气发生剧烈的化学反应。如果熔体表面不进行保护，在接近８００℃温度时，镁液会很快氧化燃烧，放出大量的热量，反应热又继续提高温度，加剧镁的氧化，从而造成镁液烧损、合金氧化夹杂严重甚至燃烧爆炸。因此，在镁熔炼铸造过程中，一定要尽量避免镁液与空气、炉气剧烈反应。同时，由于镁合金熔炼过程中氧化夹杂、夹渣和气体溶解十分严重，其程度远超过铝合金及其他许多有色金属材料，而且镁合金的除杂、除渣属于沉降型，所有杂质和熔渣沉淀在熔体的底部，这对熔体的精炼剂与净化工艺有更多、更严格的要求。
２．除了Ｃｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ等合金组元可以在镁中具有较大的溶解度、从而易于溶解于镁液中外，其他许多组元都比较难溶。如Ｍｎ、Ｚｒ、稀土等元素，这些难溶组除了自身熔点较高、很难与镁化合外，还往往与合金中其他易溶解的组元生成高熔点的化合物而沉淀，与镁液分离，从而造成合金化元素的损失，因此，这类合金元素要加入镁中在工艺上有一定困难。而且镁及镁合金铸锭晶粒尺寸较粗大，易出现柱状晶和扇形晶，容易发生局
部晶粒大小悬殊现象，严重影响铸锭质量和铸件成品性能。
３．镁合金熔铸工艺中安全技术问题很重要。用于镁合金熔炼覆盖或精炼用的熔剂、熔盐有潮解性，有一些含结晶水，熔炼工具也具有吸潮性。而液态镁与水直接接触会反应产生大量的热量而发生飞溅性爆炸。而且镁合金熔炼过程中会产生尘粒、有害气体，一些合金组元、熔盐在高温下产生有毒蒸气，因此必须注意镁合金制备过程中的劳动保护和卫生标准。总之，镁合金的熔炼铸造工艺远比铝合金复杂，但目前投入研究的人力、财力却不如铝合金。因此研究镁及镁合金熔炼过程中熔体的主要物理－化学反应、熔体纯净化及铸锭均质化、合金组元相互作用的规律、变质处理等机理和工艺，是获得高质量的镁合金铸锭和铸件的基础。
５．２ 镁及镁合金的熔体保护和处理 ５．２．１ 镁及镁合金的熔体保护
根据镁及镁合金熔体化学反应分析，在大气环境下熔炼镁及镁合金，首要的问题是镁熔体的抗氧化和阻燃。目前一般可采用三种方法对熔体进行保护。第一种是采取熔剂保护阻燃的方法。在镁及镁合金整个熔炼过程中，在熔剂保护下隔绝大气进行。镁及镁合金采用熔剂保护阻燃的方法使用最早也最广泛，具有工业实用价值。采用熔剂法保护熔炼镁合金，对熔剂的功能要求首先是熔剂的熔化温度应比纯镁或镁合金熔点低，可以在镁熔体表面形成完整的覆盖层而起到隔绝合金与大气的作用，防止镁的氧化和燃烧；其次，是要求熔剂可以精炼金属熔体，清除固态和气态的非金属夹杂，防止合金元素的熔损。一般选择比镁氧化亲和力更强的物质来作镁合金熔剂，最好是含有ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＣａＦ２、ＢａＣｌ２等碱金属及碱土金属的卤盐，以及氧化镁和一些惰性氧化物。
镁合金的危害及防护
第 1 页 共 3 页 镁合金的危害及防护
镁合金是一种轻质高强度金属材料，具有优异的机械性能和物理性能，在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。然而，与其他金属相比，镁合金也存在一些危害性和安全隐患。本文将就镁合金的危害以及相应的防护措施进行详细说明。
首先，镁合金的危害主要包括两个方面：火灾和毒性。
1. 火灾危害：镁合金具有很高的燃点和低的自燃温度，与氧气反应能迅速发生燃烧。一旦发生火灾，由于镁合金燃烧时释放出大量的热量和气体，会引发剧烈的火灾和爆炸，对人身安全和财产造成严重威胁。
2. 毒性危害：镁合金在高温条件下会释放出镁粉末和镁氧化物等有毒气体，对人体呼吸道和皮肤产生刺激和腐蚀作用，严重损害人体健康。另外，镁合金在加工过程中也会产生镁粉末，其细小的颗粒易被吸入肺部，导致肺部疾病。
为了减少镁合金的危害并确保工作场所的安全，需要采取一系列的防护措施，主要包括以下几个方面：
1. 防火措施：
- 储存和使用镁合金的场所应具备良好的通风条件，及时排除氧气和有害气体。
- 在工作场所设置完善的火灾报警系统和灭火设备，并定期进行检查和维护。 第 2 页 共 3 页 - 定期进行员工的火灾逃生和灭火演练，提高员工的火灾应急响应能力。
2. 个人防护措施：
- 镁合金的操作人员应穿戴防护用品，包括防火工作服、防火手套、防火面罩和防火鞋等。
- 在操作过程中，应避免与镁合金直接接触，并避免镁合金粉末进入眼睛、皮肤和呼吸道。
- 操作后要及时清洗和更换防护用品，并进行个人卫生保健。
3. 安全教育和培训：
- 针对镁合金的危害和防护措施，进行针对性的安全教育和培训，提高员工的安全意识和安全技能。
- 定期组织知识考核和技能培训，确保员工了解和掌握危险特性和防护措施。
4. 设备和设施防护：
- 使用专门设计的镁合金加工设备和工具，确保操作过程的安全性。
- 在工作场所设置防火墙和隔离带，减少火灾的传播和扩大。
变形镁和镁合金牌号和化学成分
变形镁和镁合⾦牌号和化学成分
变形镁及镁合⾦牌号和化学成分
（送审稿）编制说明
1 ⼯作简况
1.1任务来源
随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展的要求⽇益提⾼，镁合⾦产品展现出⼴阔的应⽤前景。镁合
⾦具有密度低，⽐强度和⽐刚度⾼，电磁屏蔽效果好，抗震减震能⼒强，易于机加⼯成形和易于回收再利⽤等优点，在航空、
航天、汽车、3C产品以及军⼯等领域都具有巨⼤的应⽤潜⼒。尤其是近⼏年来，国家新材料产业规划中，镁合⾦以其⾃⾝的
优点更是作为⼗⼆五期间重点推⼴和应⽤的⾦属材料。
随着镁合⾦应⽤领域的不断拓展，新型镁合⾦的研究与投⼊应⽤也是层出不穷。其中具有典型意义的产品包括3C⾏业⽤超轻
镁锂系列合⾦的研发成功，更是突破了镁合⾦原有的合⾦系列；镁合⾦稀⼟系⾼强耐热镁合⾦的不断深⼊研究，更是将镁合⾦
的品种和应⽤推向了更⾼更⼴的领域。GB/T 5153-2003国家标准中规定的原有的合⾦牌号和化学成分已经⽆法满⾜新型镁合
⾦⽣产、使⽤与发展的要求，修订和完善本标准势在必⾏⽽且迫在眉睫，镁合⾦⾏业的蓬勃发展需要⼀部完善的统⼀的国家标
准对镁合⾦牌号与化学成分进⾏统⼀和规范。
国标委综合[201×]×××号⽂件及中国有⾊⾦属⼯业协会中⾊协综字[201×]×××号⽂件，下达了编制《变形镁及镁合⾦牌号和化学
成分》国家标准的任务，并确定了东北轻合⾦有限责任公司为编写单位。
1.2 起草单位
东北轻合⾦有限责任公司（原东北轻合⾦加⼯⼚）简称东轻公司，是作为“⼀
五”期间原苏联援建的156项重点⼯程中的2项建设发展起来的新中国第⼀个铝镁合⾦加⼯企业。2008年被国家有关部委认定为
国家级⾼新技术企业。
东北轻合⾦有限责任公司现⽣产能⼒8.25万吨，⽣产《天鹅》牌铝、镁及其合⾦板、带、箔、管、棒、型、线、锻件和深加⼯
制品等18类产品，228种合⾦，公司每年有10%左右的产品远销美国、⽇本、新加坡等16个国家和地区。
东轻公司现已装备各类铝镁加⼯设备7000余台套，其中有2000mm四重可逆式热轧机、1700mm四重可逆式冷轧机、50MN卧
镁合金中各元素的作用
镁合金中各元素的作用
镁合金是一种轻质金属合金，通常由镁、铝、锌、锰等元素组成。不同元素在镁合金中起着不同的作用：
1. 镁（Mg）是镁合金的主要成分，它的存在使合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。镁的加入可以降低合金的密度，提高其比强度和比刚度，使得合金在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
2. 铝（Al）是常见的合金元素，它可以增加镁合金的强度和硬度，提高耐热性和抗腐蚀性。铝的加入还可以改善合金的加工性能和热处理性能，使得合金在制造过程中更容易成形和加工。
3. 锌（Zn）的加入可以提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，同时也可以改善合金的热处理性能和机械性能，使得合金在高温和高压下仍能保持稳定的性能。
4. 锰（Mn）通常用于提高镁合金的强度和硬度，同时还可以改善合金的热处理性能和耐蚀性能。锰的加入可以有效地提高合金的抗冲击性和疲劳寿命。
总的来说，镁合金中的各元素都起着不同的作用，它们的合理配比可以使合金具有理想的性能，满足不同领域的需求。在实际应用中，根据具体的工程要求和制造工艺，可以对合金的成分进行调整，以获得最佳的性能表现。
镁合金的危害及防护范本
第 1 页 共 3 页 镁合金的危害及防护范本
镁合金是一种具有轻质高强度的金属材料，常用于航空航天、汽车、电子产品等领域。然而，长期接触和操作镁合金也可能带来一些危害。本文将详细介绍镁合金的危害，并提供相应的防护措施范本。
镁合金的危害：
1. 燃烧性：镁合金具有很高的燃烧性，当镁合金受到火源、高温或潮湿空气等条件下的刺激时，容易发生燃烧或爆炸事故。燃烧时会释放有害气体和烟雾，对人体呼吸道和眼睛造成刺激性损害。
2. 金属尘粒：在加工和使用镁合金的过程中，可能会产生大量的镁合金尘粒。这些尘粒具有较小的粒径，可以悬浮在空气中，并且不易被人体察觉。长时间吸入这些金属尘粒可能导致镁中毒，损害呼吸系统和消化系统。
3. 光反射：镁合金具有较高的光反射率，当镁合金表面受到光照时，会产生强烈的光反射，刺激眼睛，引起光性损伤，导致视力问题。
4. 化学反应：镁合金在与水、酸、碱等化学品接触时，可能发生反应并释放出有害气体。例如，在水中反应会产生氢气，容易引发爆炸。因此，在处理镁合金时需要谨慎，避免与化学品接触。
镁合金的防护范本： 第 2 页 共 3 页 1. 工作场所安全措施：
a. 镁合金应存放在干燥通风的地方，远离火源、酸碱等有害化学品。
b. 工作场所应配备火灾报警器、灭火器等安全设备，并进行定期检查和维护。
c. 确保工作场所通风良好，减少金属尘粒的积聚。
2. 个人防护措施：
a. 操作镁合金时应佩戴防护服、防护手套、护目镜等个人防护装备。
b. 避免直接手触镁合金表面，以减少皮肤刺激和接触中毒的风险。
c. 吸入金属尘粒的可能性较大时，应佩戴呼吸防护面具。
d. 避免眼睛直接暴露在镁合金的光反射下，在操作过程中佩戴护目镜。
3. 应急处置措施：
a. 在发生镁合金燃烧事故时，立即切断电源，并使用非水灭火器进行灭火。
b. 使用灭火器时，要注意与火源的安全距离，并避免直接冲击镁合金，以避免产生火花，加重火势。
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。
可降解镁合金优点
可降解镁合⾦优点
与其它常⽤⾦属基⽣物材料相⽐，镁及镁合⾦具有以下优势⼝]：
具有⽐强度和⽐刚度较⾼、⽣物相容性和可降解性良好等特点(1)镁在⼈体内的正常含量为25g，半数存在于⾻骼中。镁及镁合⾦的密度远低于钛合⾦，与⼈⾻密度接近。
(2)镁是⼈体细胞内的阳离⼦，其含量仅次于钾，镁参与蛋⽩质的合成，能激活体内多种酶，调节神经肌⾁和中枢神经系统的活动，保障⼼肌正常收缩及体温调节。(3)镁的标准电极电位低，在含有氯离⼦的⼈体⽣理环境中可腐蚀降解，在植⼊⼈体后随着⼈体的⾃愈合⽽被吸收降解，⽆需⼆次⼿术。(4)镁及镁合⾦有⾼的⽐强度和⽐刚度，杨⽒模量为41～45GPa，可有效缓解应⼒遮挡效应由于不锈钢、钴铬钼合⾦、钛合⾦等在⼈体组织中很容易磨损与腐蚀,产⽣对⼈体有害磨屑和⾦属阳离⼦(如Cr、Ni、V、Al等),导致毒性或者器件失效。另外,不锈钢、钛合⾦弹性模量⼤,与⾻不能良好地匹配⽽造成“应⼒遮蔽”效应,使⾻的⽣长和发育得不到应有的刺激和强化,导致⾻损伤部位⾻质疏松和⾃体⾻退化,甚⾄引发“⼆次⾻折”。⽬前常⽤的⾦属植⼊物是⽣物惰性材料,长期固定并留在⼈体组织中,有引发炎症的隐患,⽽且,治愈后如需拆除则要进⾏第⼆次⼿术,增加了治疗费⽤和患者的痛苦。⽬前研究开发的⽣物可降解材料主要是聚合物材料和某些陶瓷,但是,聚合物材料的⼒学性能通常较低,⽽陶瓷材料的韧性较差。镁合⾦缺点
镁合⾦降解过快时有⼀定弊端，如组织愈合需要⼀定的时间，若镁合⾦降解较快，不能充分发挥其⽣物学作⽤，导致组织愈合不良，甚⾄治疗失败；⽽且，镁合⾦降解过程中的产物在组织周围⼤量聚集，不能较快被吸收，也会影响组织功能恢复。提⾼镁合⾦耐体液腐蚀性能的途径主要有采⽤⾼纯镁合⾦、合⾦化、合⾦表⾯涂层和快速凝固⼯艺等。
可降解镁合⾦材料的研究⽬前处于起步阶段。镁合⾦能否成为医⽤可降解材料，材料的安全性和降解速率的控制是2个基本条件：
⼀⽅⾯，可降解材料⽣物相容性的系统评价是其成为医⽤材料的基础；
镁合金生产工艺
镁合金生产工艺
镁合金是一种重量轻、强度高、耐腐蚀性好的材料，被广泛应用在航空航天、汽车制造、电子设备等领域。下面将介绍镁合金的生产工艺。
镁合金的生产工艺一般可以分为原料准备、合金化、铸造和后处理四个步骤。
首先是原料准备。镁合金的主要原料是纯镁和其他合金元素。纯镁是通过电解纯化镁矿石制得的，因此需要采集镁矿石并进行精炼。其他合金元素可以通过高温放炉和气相沉积等方法得到。原料准备阶段还包括原料的筛选、研磨和称量等操作。
接下来是合金化。合金化是指将纯镁和其他合金元素按一定的比例混合，形成镁合金的过程。合金化可以通过熔炼、球磨和溶剂热等方法进行。其中，熔炼法是最常用的方法。熔炼时，将纯镁和其他合金元素放入熔炉中，加热到合金元素的熔点，使其溶解在纯镁中。然后，通过搅拌等方法使合金元素均匀分布在纯镁中，形成均匀的合金液态。
然后是铸造。铸造是将合金液态倒入模具中，经冷却和凝固形成固态镁合金的过程。铸造可以分为压铸、重力铸造、连续铸造等多种方法。其中，压铸是最常用的方法。在压铸中，将合金液态注入铸造机中，通过高压和模具形成所需的零件。铸造过程中，要注意保持适当的温度和压力，以确保合金的完整性和质量。
最后是后处理。后处理是对铸造后的镁合金进行机械加工和热处理，使其达到所需的物理和机械性能。后处理可以包括修整铸件表面、去除铸件内部的气孔和夹杂物、调整铸件的尺寸和形状、提高铸件的强度和韧性等操作。常用的后处理方法有切割、研磨、钻孔、退火等。后处理过程中，还需要对镁合金进行质量检测，以保证产品的质量和可靠性。
综上所述，镁合金的生产工艺包括原料准备、合金化、铸造和后处理四个步骤。通过精确的操作和控制，可以得到具有良好物理和机械性能的镁合金产品。然而，镁合金在生产过程中存在一些困难，如氧化、熔点低、熔池容易发生气孔等。因此，在生产过程中需要注意各项参数的控制和调整，以获得高质量的镁合金产品。
镁合金(am60b)中镁的含量
镁合金(am60b)中镁的含量
镁合金(am60b)是一种轻质高强度材料，由镁和其他金属元素混合而成。其中，镁的含量是非常关键的因素。
首先，我们来了解一下镁合金(am60b)中镁的含量应该达到多少。根据相关标准和规定，镁合金(am60b)中镁的含量应不少于93.0%。这是因为镁是镁合金(am60b)的主要成分，其含量直接影响着材料的性能和用途。
那么，为什么要使用镁合金(am60b)呢？首先，镁合金(am60b)具有非常好的机械性能，比如高强度、高刚性、高韧性等。其次，镁合金(am60b)还具有良好的耐腐蚀性能和耐热性能，适用于各种恶劣环境下的使用。此外，镁合金(am60b)还具有良好的加工性能和可塑性，可以制成各种形状和尺寸的零部件。
然而，镁合金(am60b)中镁含量过低或过高都会影响其性能和用途。如果镁含量过低，会导致材料强度不足、塑性差、易断裂等问题；如果镁含量过高，则会导致材料脆性增加、易氧化、难以加工等问题。因此，在生产和使用过程中，必须严格控制镁合金(am60b)中镁的含量。
最后，需要提醒的是，镁合金(am60b)虽然具有很多优点，但也存在一些缺陷和不足。比如，其密度较低，容易受到外部冲击而变形或损坏；其耐热性能也有限，不能在高温环境下长时间使用。因此，在选择和使用镁合金(am60b)时，需要根据具体情况进行综合考虑和评估。
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页脚内容8 金属镁及其镁合金的制备与应用
摘要：本文评述了金属镁的制备，镁合金的种类，以及镁及其镁合金的应用。
关键词 镁 镁合金 制备 应用
镁是最轻的金属元素，其比重只有1．74，仅相当于铝的2／3，铁的1／4。而且镁资源特别丰富，占地壳总重量的2．1％，海水中的o．13％，可谓取之不尽，用之不竭。金属镁及其合金具有密度小、比强度和比刚度高、导电导热性能较好、阻尼减震和电磁屏蔽性能良好、易于加工成型、废料容易回收等优点[1]，广泛应用于航天航空、交通运输、电子技术、光学器材、精密机械、日用商品等领域。由此镁及镁合金获得“21世纪的绿色工程材料”的美誉[2]。
1.金属镁的制备
金属镁的制备方法可分为两大类：电解法和热还原法。
1.1电解法炼镁[3-5]
电解法的原理是电解熔融的无水氯化镁，使之分解成金属镁和氯气。依据所用原料及处理原料的方法不同，可细分为以下具体的方法：道乌法、氧化镁氯化法、诺斯克法和光卤石法等[6]。以下主要介绍氧化镁氯化法和光卤石法。
1.1.1 氧化镁氯化法 利用天然菱镁矿，在700～800℃下煅烧，80%得到活性较好的轻烧氧化镁。 氧化镁的粒度要小于0.144mm ，然后与碳素混合制团，团块炉料在竖式电炉中氯化，制得无水氯化镁，直接投入电解槽，最后电解得金属镁。制备MgCL2的程式为：2MgO+2CL2+C=2Mgcl2+CO2。
1.1.2 光卤石法 将光卤石（Mgcl2·kcl ·6H2O ）脱水后，直接电解制取金属镁。光卤石脱水时水解反应不像Mgcl2那样严重，但也有一定的水解，因而在无水化的处理过程中，也需要氯化过程，由于加入了 ，需要经常清理电解槽。
1.1.3 电解法制镁存在的问题
制备无水Mgcl2困难：在氯化镁的脱水过程中，由一水氯化镁脱水制取结晶氯化镁的过程极易水解，产生碱式氯化镁［Mg （OH ）CL ］和氧化镁，生产工艺较难控制；在HCL 气氛下，水氯镁石脱水需要较高的温度（ 一般约为450℃），能耗大，设备腐蚀严重。在金属镁的生产成本中，大约50% 的费用用于Mgcl2脱水。金属镁的纯度较低：电解法制取的粗镁中主要含有电解质中的氯化物及Fe 、Si 、Ni 、Cr 、Mn 和K 、Na 等金属杂质，其存在会降低镁及其合金的耐腐蚀性能，因此需要采取措施，提高镁的纯度。
航空航天镁及镁合金应用
“航空航天、交通运输用高强镁合金加工材”类中，关键领域“航空航天”此方向下，具体产品（技术）名称中3类铸件锻件、挤压变形材、板带材，我公司是否有能力按照“产品（技术）要求”进行生产，并按照产品（技术）要求中的指标能生产的具体产品名称或方向各是哪些。
一．镁合金锻件运用领域
在大多数工程应用中，通常要求零件拉伸性能具有各向同性。因此，必须对镁合金铸锭坯进行不同方向的镦粗。使用三轴锻造可以控制镁合金三个方向上的镦粗过程，能有效避免各向异性。采用上述工艺可制备出的镁合金锻件，已成功地应用于航空、汽车等工业领域。比如，直升机及赛车发动机用镁合金锻件、直升机用镁合金锻件、箱罩用镁合金锻件，镁合金轮毂这些部件能承受极高的静态和动态交变载荷，并长期服役高温环境中。
二．锻造用典型镁合金
1.几种常用变形镁合金牌号和机械性能及其在航空领域的应用
锻造常用镁合金是Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr和Mg-Mn系，其他的还有Mg-Th、Mg -Re -Zn -Zr 和Mg-Al-Li系等。
Mg-Al-Zn系合金一般属于中等强度、塑性较高的变形材料。按照ASTM标准，该系中常用的镁合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A，我国与此相当的牌号分别是MB2、MB5、MB7。但是，Mg-A1-Zn系合金铸锭的实际晶粒尺寸不适于铸造后直接锻造，因此锻造前有必要对铸锭进行预挤压，以获得合乎要求的细晶组织，提高合金的可锻性。早在上世纪90年代李相容基于MB2制订出了镁合金的合理锻造工艺规范，随后国内很少有利用该系镁合金研制或生产镁锻件的报道。据悉俄罗斯已拥有用成套镁合金熔炼锻造生产线专利及专有技术，进行MA2—1(相当于我国牌号的MB3)镁合金锻造汽车轮毂和摩托车轮毂生产。
MB2是Mg-Al-Zn系不可热处理强化的变形镁合金。合金在室温下工艺塑性差，高温时塑性好，因此合金的压力加工工序必须在加热状态下进行。合金的切削加工性能、焊接性能良好，应力腐蚀倾向小，耐蚀性能较好。该合金可加工成形状复杂的锻件和模锻件，制成的零件可在150℃以下长期工作和在200℃下短时工作.