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随着镁合金消费量的日益增加，镁合金的工艺废料和报废的镁合金零部件也迅速增多，因此镁合金的再生已经引起人们的关注。由于镁合金的耐腐蚀性能差，使用前都要进行表面处理，如喷漆或涂层；此外，镁合金件在使用过程中表面被腐蚀、黏有油污或粉尘等物质，从而将这些材料重熔后，使镁合金夹杂物增多，组织变得十分复杂。通过试验研究在镁合金中加入不同配比的回收镁合金，直接重熔制备再生镁合金的可用性。研究再生镁合金的组织、夹杂物、性能及其变化规律，以及中间相的形态变化。
一、试验方法
回收料为镁合金压铸件废料、浇注系统以及服役后的零部件等，新料为ＡＺ９１Ｄ 镁合金，其成分见表１。
镁合金再生后组织与性能的研究
□文／周 宏 丛福官 赵宇 宋起飞 李伟
摘 要：研究了加入不同质量回收料的再生镁合金中夹杂物、组织及性能。结果表明，再生镁合金中夹杂物数量随着镁合金废料比例的增加而增多，夹杂物成分主要为镁的氧化物和少量铝的氧化物，且夹杂伴随着气孔产生；力学性能和抗腐蚀性能都随着原料中回收废料的比例增加而降低；镁合金的再利用必须经过精炼，将夹杂物含量控制在一定范围之内；镁合金再生具有明显的组织遗传性；利用气体喷吹精炼装置对回收镁合金进行精炼，取得满意效果。关键词：镁合金；再生；组织；性能
回收料与新镁料的质量配比见表２。镁锭与回收料同时加入电阻坩埚炉中，通入ＳＦ６、Ａｒ和Ｎ２的混合气体保护熔化，温度达到７２０℃时保温５分钟，去除浮渣后在截面为４０ｍｍ×１００ ｍｍ 的楔形模具中浇注；此外，将新镁料分别在６８０℃、７５０℃和８２０℃重熔浇注。在每个铸件的同样部位截取棱长１０ ｍｍ 的正立方体金相组织试样、拉伸部位直径为８ ｍｍ 的拉伸试样和棱长３０ ｍｍ 正立方体盐雾腐蚀试样。将金相试样在光学显微镜下观察其组织和夹杂物的分布形态及大小；拉伸试样在万能电子试验机上进行拉伸试验，测定其屈服强度、抗拉强度及伸长率，然后进行断口分析；对腐蚀试样采用ＪＩＳ 盐水喷雾试验法所列标准进行腐蚀试验；通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和能谱分析（ＥＤＡＸ）观察各
相的成分及形态；利用差热分析，确定再生镁合金各相的结晶温度。
二、试验结果及分析
１．试样组织
图１ 为再生镁合金的组织照片，对比图１ａ，图１ｂ可以看出，回收料添加比例小时，夹杂物很少，回收料比例为２５％时，夹杂物约占总体积的０．４％，另外晶粒尺寸较小、分布均匀，形状为类圆形。从图１ｃ，图１ｄ 可见，回收料添加比例大时，夹杂物数量增多，出现明显聚集现象，尺寸增大而且分布不均匀，当回收料为１００％时，夹杂物及气孔约占总体积的３％，夹杂物的形状由小的类圆状变为大小不一的长条多角形。对比组织中β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相可以看出，回收料添加比例小时，β相呈细小的颗粒状均匀分布，偶尔出现短棒状。当回收料增加到一定比例时，β相明显集聚、变大，并主要以不规则的断裂网状分布，只有少量的呈短棒状或颗粒状。此时β相与不加回收料的镁合金的β相分布形态比较接近，但回收料为１００％时，有大量
的夹杂物和气孔存在。
表１ ＡＺ９１Ｄ 镁合金的化学成分［１］ 单位：％
表２ 再生镁合金的试验方案 单位：％
Research on Structure and Function of Recycled Manganese Alloys
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Science ＆Technology 图２ 为不同温度下重熔的再生镁合金组织照片，对比可以看出，其他条件相同时，重熔温度低于７５０℃时，再生镁合金的组织形态与原料组织形态相比没有明显变化；当重熔温度超过７５０℃时，再生镁合金组织中树枝晶明显增加，晶粒尺寸逐渐细化。这说明再生镁合金组织遗传性随着重熔温度的提高而降低。
２．差热分析
图３ 为１＃
试样镁合金和４＃
再生镁合金的差热分析结果，对比可以看出，利用工业废料制备的再生镁合金在５７３℃左右出现了新的热效应峰。参照图１可以得出：再生镁合金中除α（Ｍｇ）和β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相之外，还有大量的夹杂；形成５７３℃热效应峰的相为夹杂相。表３为杂质的ＥＤＡＸ分析结果，因此再生
（ａ）新料 （ｂ）Ｗ（回炉料）＝ ２５％
（ｃ）Ｗ（回炉料）＝ ５０％ （ｄ）Ｗ（回炉料）＝ ７５％ （ｅ）全部回炉料
图１ 再生镁合金的组织
（ａ）６８０ ℃ （ｂ）７５０ ℃ （ｃ）８２０ ℃
图２ 不同重熔温度的再生镁合金组织
镁合金杂质主要为氧化物夹杂和熔剂夹杂，图４中箭头①为熔剂夹杂，②为氧化物夹杂。一般还有少量游离态的锰及锰铝合金，为ＭｎＡｌ４或ＭｎＡｌ６［２］。这是因为废料重熔过程中，原料本身表面的氧化物或涂层熔到合金中，这些氧化物主要成分为ＭｇＯ 和Ａｌ２Ｏ３，因此在不经过精炼处理时，浇注过程中这两种氧化物保留在合金中，最后在铸件中形成杂质相。这些杂质分布形态为薄膜状和粒子状。粒子状氧化镁一般呈簇状分布，即由大量氧化镁聚积而成。此外，从图４可以看出杂质伴随着气孔出现，即所谓“渣气相生”。气孔的产生是由于熔体中过饱和气体析出所致，但气孔均质形核时需要很高的气体含量和收缩压，在此由于夹杂物为气孔的非均质形核提供了形核基底，从而大大降低了成核的激活能，这为形核创造了有利条件［３］。
３．拉伸试验
表４为镁合金回收料在原料中不同配比得到的再生镁合金的拉伸试验结果，可以看出：再生镁合金试样的综合力学性能依回收料的比例增加而近乎直线下降，其中抗拉强度下降严重，对比不加回收料和回收料１００％的再生镁合
金，抗拉强度下降了１／３强；屈服强度和伸长率也下降了３０％左右。
图５为１＃试样和４＃试样的再生镁合金的拉伸断口照片，对比图５ａ，图５ｂ可以看到：添加回收料试样断口出现明显的夹杂物聚集现象，形成大块的夹杂（如箭头所示），力学性能很不稳定。这主要是因为试样受力时，这些夹杂会造成严重的应力集中，由此形成先发裂纹源，从而大大降低了再生镁合金的综合性能。因此对于铸态再生镁合金的应用必须经过精炼。国外有研究报道，利用挤压成形降低杂质的影响和提高晶粒度来提高产品的可用性也取得一定进展。
４．盐雾腐蚀
采用中性盐水（ｐＨ 值为６．７）喷雾试
验法在喷雾室进行２４ｈ连续喷雾腐蚀。喷雾试验过程完全按照ＪＩＳ日本工业标准进行。将盐雾腐蚀后经过处理的试样利用ＪＩＳ 上的来特因估法进行评定，结果如表５所示，从试验结果可以看出：再生镁合金铸件耐腐蚀性能随着回收料比例的增加而降低。这主要是由于再生镁合金中夹杂物的增多所致，一般这些夹杂物为Ｍｇ、Ａｌ 元素的氧化物，另外还有Ｍｎ、Ｎａ、Ｚｎ 等微量元素的存在，它们都易于和盐水反应，从而导致耐腐蚀性能降低，因此对镁合金夹杂的处理是再生镁合金得以利用的关键因素之一。
５．气体喷吹精炼法
根据上面研究结果，以及为了提高再生镁合金的综合性能，自行研究设计了镁合金气体喷吹熔剂精炼装置及工艺，用此装置对镁合金废料进行精炼，精炼后镁合金的金相组织如图６ 所示，从金相显微照片中可以看出：精炼后的再生镁合金中夹杂物颗粒非常细小甚至
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图３ 差热分析结果
图４ ４ ＃
试样的再生镁合金微区成分分析
表３ 杂质ＥＤＡＸ 成分分析 单
位：％
表４ 拉伸试验结果 单
位：ＭＰａ、％
（ａ）１ ＃ 试样 （ｂ）４ ＃
试样
图５ 拉伸试样断口照片
近乎没有，β相分布均匀。将精炼后的镁合金进行拉伸和腐蚀试验，其抗拉强度、屈服强度和伸长率都大大提高；其盐雾腐蚀等级为９．８～６．０，与传统精炼工艺生产的再生镁合金相比，其耐腐蚀性提高了一到两个等级。
三、结论
（１）再生镁合金中夹杂物随着回收料增加其数量变化为０．４％～３．０％；回
收料比例增加到５０％后，夹杂物发生集聚，尺寸增大；形状由类圆形变为多角形；其成分主要为Ｍｇ、Ａｌ 的氧化物和熔剂夹杂，同时伴有气孔产生。（２）重熔温度低时，镁合金的再生组织与原料组织相比没有明显变
化；当重熔温度高时，镁合金再生组织逐渐细化，树枝晶明显增加，组织遗传性降低。
（３）再生镁合金的各项力学性能和抗腐蚀性能随着回收料的比例增加而降低，其中力学性能最大降幅达到１／３ 。（４）经过气体喷吹熔剂精炼的再生镁合金，其力学性能和抗腐蚀性能都达到新镁合金标准的要求。
参考文献
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４８８ ～ ４９１
图６ 精炼后镁合金的组织
表５
盐雾腐蚀结果
镁合金废料的存储安全 ⒈镁粉末管理的注意事项：在研磨加工中产生的粉末一般用湿式集尘器加以回收。被回收的粉末成泥状，里面含有少量的研磨材料。另外，在切削加工中根据不同条件也会产生出一些近似粉末状的屑，通常也当作粉末来处理。粉末比切削更具危险性，哟特别注意以下几个方面：用湿式集尘器回收来的粉末，由于含有水分，在保管中与水发生反应产生氢气，当没有在水中沉降的时候由反应热而引发自燃的危险性较高。要尽快作废弃处理必须补充足够的水分。处于干燥状态或含有微量水分的镁粉末遇到明火容易被引燃并产生猛烈燃烧。因此在保管和做废弃处理时要格外小心，特别要注意防止由吸烟和焊接火花引发的事故。应该备有镁金属专用的研磨机，避免与铝及其他金属混用，对于产生的粉末残留物要经常清理，收集到的粉末要放置在钢制容器中保管。铝及其他金属的粉末同镁粉末一样具有危险性。粉末比切削具有更大的危险性，因此不要保管，要尽快做废弃处理，镁粉末的废弃处理用化学方法进行比较安全。 2.镁粉末的保管：镁粉末比切屑更容易自燃，特别是湿态的粉末危险性更高，一定不能长期保管，应尽快以化学处理方式当作产业废弃物进行处理，干燥状态下的镁粉末放在带有清洁盖子的钢制容器中保存虽然比较安全，但仍具有危险性。对于含有水分的镁粉末，原则上不要保存，不得已必须保存时一定要对下述事情有充分了解。粉末比切屑的表面积大，与水分的反映性强。因此氢气，反应热的发生量相当多，
具有更大的危险性。从湿式集尘器收集到的镁粉末，每天或者尽可能高频率地取出后立即进行废弃处理。不得已必须保管时，要尽可能缩短拨观时间，并且要在不间断的监视状态下进行保管。千万不要将镁粉末放置在密闭的容器中保管，为便于所产生氢气的释放，要在盖子上设置小孔，并将容器放在通风性良好的地方。保管中要充分注意明火和自燃。粉末桩的镁发生自燃的危险性很高，要与切屑及其他易燃物品分开放置。 3：切屑的保管：由于切屑的燃烧能够引发重大的火灾事故，故在保管中要特别注意防火，以下几条是在保管中必须严格遵守的，基本的考虑方法粉末的保管一样，对于切屑还要注意以下事项：建筑物应是阻燃结构的，要完全与可燃物品隔绝。保管场地绝对不能漏雨。切屑要放在带有干净盖子的钢制或其他不燃的容器里，选择容器存放场地，应考虑一旦发生自燃不会秧及建筑物和其他可燃物品的地方。湿式加工所用的切屑油中，有不溶于水的矿物油和溶于水的软化油，都含有水或油，不可与干燥状态下加工生产的粉末相混合。使用不溶于水的切屑油和溶于水的切屑油产生的切屑也不宜混合，要分别装入容器并加以标注。被水溶性切屑油以及含0.2%以上脂肪酸的水或油侵湿的切屑产生氢气，应迅速将这水种切屑做废弃处理，不得已必须保存时，要在容器盖上设置氢气便于释放的通气孔，置于通风良好的地方存放。被动植物油侵湿的镁切屑有自燃的危险性，也要尽快做废弃物处理。以上所述为机械加工中的注意事项，特别应指出的是不良习惯和疏忽
浙江XXXXXXXXXXXXXX有限公司 镁合金废料管理办法 一、目的 为了有效控制镁屑的回收，加强日常安全检查工作，杜绝重大安全事故的发生。特制定本管理办法。 二、范围 本办法适用于浙江XXXXXXXXXXXXXX有限公司与此相关各部门及车间。 三、定义及安全存储注意事项 镁屑：生产过程中由压铸冲切工序、机加工序加工产品产生的块状、披锋、颗粒的多余材料（包括渣包、底渣、废边料）；由于镁屑的燃烧能够引发重大的火灾事故，故在保管中要特别注意防火，以下几条是在保管中必须严格遵守的。 镁屑安全存储注意事项：建筑物应是阻燃结构的，要完全与可燃物品隔绝。保管场地绝对不能漏雨。选择存放场地，应考虑一旦发生自燃不会秧及建筑物和其他可燃物品的地方。用容器(铁质或达到建筑A级阻燃材质)保存时要在容器盖上设置便于氢气释放的通气孔，置于通风良好的地方存放。特别应指出的是不良习惯和疏忽大意常常是引发事故的最危险的诱因。 四、职责 1、财务部仓库对镁合金废料的存储作统一安排（原始台账建立、电子台账建立、重量管理、出入库管理），对镁合金废料的安全存储和保管负有主要责任，主要包括安排仓库保管员对存储区的安全巡检、仓库内人员的控制； 2、制造部负责对镁屑进行收集，对镁合金废料在各车间的安全管理，也将对各车间的安全检查情况和消防器材的有效情况进行跟踪和通报； 3、采购部进行统一销售； 4、企管部负责消防灭火器材的管理，及辅助仓库对镁合金废料存储区进行安全检查，并对在仓库内动火作业的安全性进行核查和动火证的发放。 五、细则 1、压铸车间负责每班压铸冲切工序生产后产生的镁屑统一装袋处理，并在每班下班前到库房处进行过磅，并将袋口扎紧，过磅后统一转运至废料库房指定容器和放置地点。 2、机加车间将车床、加工中心加工后产生的镁屑在当班下班前，统一收集，到库房处过磅，转运至镁屑废料库房指定容器和放置地点。 3、统计员负责对每班产生的镁屑进行过磅重量统计，做好原始台账，并将数据传递给仓
镁合金作为生物医用材料的潜在优势、存在的问题及解决思路 摘要 近几十年来，镁及其合金在医疗领域的价值正飞速提升，应用也日益广泛，其作为硬组织植入材料与现有的各种临床金属植入材料相比有许多突出的优点[1]。然而，镁合金当然也不完美，也存在缺点，令其应用受到限制[1]。那么，这些优势和缺陷究竟是什么？如何让其性能更完善呢？本文就这些问题进行了简要论述。然而由于笔者才疏学浅，加之时间仓促，文中疏漏之处在所难免，尚有待进一步修改和完善，同时敬请各位读者多多批评指正。 关键词：镁合金，医用材料，植入体，腐蚀 一、引言 目前的生物医用材料主要有部分金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料及仿生材料等[1]。医用金属材料与高分子材料和无机非金属材料相比，具有较高的强度、韧性和加工性能，因此应用最为广泛[2]。目前，临床应用的医用金属主要有不锈钢、钴基合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、镐等。但临床应用表明，以上材料均存在弊端[3]，如： 1.某些金属植入体含Al元素[4]。该元素可对器官造成损伤，且能导致骨软化、贫血[5][6]、老年痴呆 及神经紊乱等多种病症[5][6]； 2.某些材料会在体内释放出毒性金属离子[1]，引起受体发炎和排异反应[7]； 3.部分不锈钢植入体在生理系统环境中会发生缝隙腐蚀、摩擦腐蚀与疲劳腐蚀破裂等状况[8][9]，并 因此释放出Ni2+、Cr3+及Cr5+等离子，同时造成假体松动，最终引起植入体失效[10]； 4.相当一部分材料的弹性模量与人骨不够相近，例如：不锈钢的弹性模量约为200GPa，钛合金约 100GPa[4]，而人骨仅10～40GPa。这必然会导致应力遮挡效应，进而减少对新生骨组织生长和重塑的诱导作用[1]，并最终造成植入体的不稳定、组织愈合迟缓甚至植入失败等后果[1][11]。 5.不锈钢、钴基合金和钛基合金皆为生物惰性材料，在人体中不发生或仅发生微弱的化学反应，因而 在生物环境中相当稳定[4]，无法自行降解[1]。故病人完全康复后必须再次通过手术将其取出[2]，徒增了患者的痛苦及医疗费用[1]。 然而近年来，镁及其合金的横空出世和飞速发展使这些问题的解决成为了可能。那么，这种金属到底有什么优点，能克服这么多棘手的困难呢？接下来的一段将回答这个问题。 二、镁合金作为生物医用材料的潜在优势 近几十年来，国内外研究发现[3][12][13][14][15]：镁合金作为硬组织植入材料，与现有的各种临床金属植入材料相比有许多突出的优点： 1.Mg是人体必需的微量元素之一[1]，在动物体内含量仅次于钙、钠、钾，且在细胞内仅次于钾[4]， 与神经、肌肉及心脏功能密切相关[16]，对维持细胞膜结构和调节细胞的生长具有重要作用[17]，是能量传输、贮存和利用的关键元素，还是新陈代谢过程中各种酶系统的重要活化剂，并参与人体内几乎所有的新陈代谢过程，如骨细胞的形成、蛋白质的合成等。另外，镁具有诱导骨生长的作用，能加速骨愈合，还可以调节DNA和RNA结构，降低癌症发病率，增强心血管的抗病毒能力[1]，减少血液中胆固醇的含量，从而防止高血压、动脉硬化和心肌梗塞等疾病[16]。而以镁作为医用植
Mg-Zn-RE-Zr合金的拉伸力学性能和微观结构的发展文章中将成分为Mg-5.3Zn-1.13Nd-0.51La-0.28Pr-0.79Zr的铸件进行热挤压，并且对挤压比和温度对显微组织和力学性能的影响进行了研究。结果表明当挤压比从0提高到9的时候铸态合金晶粒变粗大，共晶成分沿着挤出方向拉长。然而,进一步提高挤压比率对晶粒细化和改善合金的力学性能的影响不大。动态再结晶是热挤压过程中晶粒细化的主要机制，提高挤压温度导致出现等轴晶粒。与此同时,力学性能随挤压温度的升高而降低。
目录 第1章介绍 (3) 第2章试验方法 (4) 第3章实验结果 (5) 3.1铸态合金显微组织 (5) 3.2挤压合金的微观组织演变 (9) 3.2.1改变挤压比和温度对微观组织的影响 (9) 3.2.2挤压比和挤压温度对力学性能的影响 (12) 第4章讨论 (16) 第5章.结论 (18) 第6章致谢 (20)
第1章介绍 镁合金因其低密度、高特定的刚度和良好的阻尼能力在汽车和航空工业上吸引了人们的注意[1]。镁合金可以大致分为含铝合金和无铝合金[2]。广泛使用镁合金属于Mg-Al系列，比如AZ91和AM60，它们具有良好的铸造性能和较低的成本[3]。然而,因为他们的机械性能和热稳定性差，这些合金的应用受到了限制[4]。与Mg-Al系列相比,Mg-Zn系列的合金,比如ZK60系列合金，是具有很大发展潜力的低成本高强度镁合金[5]。 在所有的镁合金中，AZ60具有较好的机械性能，比如室温下或者高温下具有高强度[6]。然而,它的强度在室温或者高温时候还是低于铝合金。最近,据报道,添加稀土可以改善ZK60合金的力学性能[7]。周教授等人研究了稀土元素钕和钇对于ZK60合金的微观结构和力学性能的影响。钕和钇的结合在动态再结晶过程中对细化晶粒产生了很大的影响。此外,钕和钇的结合还提高了屈服强度和抗拉强度。何教授等人的确定了钆元素对ZK60合金显微组织和力学性能的影响。钆的增加大大减少了时效硬化效果和少量的降低了屈服强度和抗拉强度。然而,添加钆造成的晶粒细化补偿了部分屈服强度和抗拉强度的损失。张教授等人[9]指出ZK60合金与铒结合之后改善变形性能,细化了晶粒和显微组织，具有良好的机械性能。 在这项研究中,镁合金准备直接进行冷铸造。此外,挤压比和温度对合金影响也表现了体现出来。
镁合金特性 世界实际应用中重量最轻的金属结构材料。 比强度高，镁合金的强度与质量之比高，具有一定的承载能力。 弹性模量小，刚性好，抗震力强，长期使用不易变形。 抗电磁干扰及屏蔽性好。 ?重量轻，镁金属是目前世界实际应用中重量最轻的金属结构材料。 ?比强度高，镁合金的强度与质量之比高，具有一定的承载能力。 ?弹性模量小，刚性好，抗震力强，长期使用不易变形。 ?抗电磁干扰及屏蔽性好。 ?对环境无污染。 镁合金的种类： 合金名称镁合金的合金名称是以主要添加合金元素及其百分比来取名。 镁合金的特点 在实用金属中是最轻的金属 镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属。 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。 表:各种材料的物理性质比较 镁合金特性镁合金是最轻的金属结构材料，比重只有 1.8，分别为铝的2/3和铁的1/4，其比强度高达 133，可以和钛的比强度相媲美，这使得镁合金可用作高强度材料。同时，镁合金 因其优良的铸造、挤压、切削和弯曲加工等性能，可以广泛地应用于汽车、电子、纺织、建筑和军事领域。 重量轻易加工抗变形减震降噪尺寸稳定高刚比度 ?重量轻，镁金属是目前 对环境无污染。镁合金的种类：合金名称镁合金的合金名称是以主要添加合金元素及其百分比来取名。 镁合金的特点在实用金属中是最轻的金属镁的比重大约是铝的 2/3 ,是铁的1/4。 它是实用金属中的最轻的金属。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。 表:各种材料的物理性质比较材料名密度 (g/cm3)熔点 (W/Mk)抗拉强度 (MPa)屈服点 (MPa)延伸率 (%)比强度杨氏模量 (GPa)镁合金 AZ911.8259672280160815445AM601.79615622701401515145 铝合金 3802.70595100315160311771 钢铁碳素钢 7.861520425174002266200 塑料 ABS1.0390(Tg)0.235*40342.1PC1.23160(Tg)0.2104*3856.7 高强度、高刚性镁合金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。应用范围 :汽车发动 机附件支架，离合器壳体，变速箱壳体，仪表盘骨架，方向盘骨架，坐椅骨架，阀体手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。 镁合金特性 镁合金是最轻的金属结构材料，比重只有 1.8,分别为铝的2/3和铁的1/4，其比强度高达133，可以和钛的比强度相媲美，这使得镁合金可用作高强 度材料。同时，镁合金因其优良的铸造、挤压、切削和弯曲加工等性能，可以广泛地应用于 汽车、电子、纺织、建筑和军事领域。 重量轻 减震降噪 易加工 尺寸稳定 抗变形 高刚比度
镁及镁合金的主要物化性能铸造镁合金比变形镁合金使用的更多。铸造镁合金是航空工业中应用最广泛的一种轻合金。用镁合金铸件代替铝合金铸件，在强度相等的条件下，可以使工件重量减轻百分之二十五到百分之三十。镁合金和铝合金一样，根据加工方法可以分为变形（压力加工）镁合金和铸造镁合金两大类。这些年来，随着压铸技术的发展，压铸镁合金已成为镁合金应用的主要领域。此外，镁合金作为牺牲阳极其用途也有了很大的发展。 镁属于轻金属，纯金属镁为银白色，在空气中极易被氧化，形成一层薄氧化膜，可以防止其进一步氧化。 镁化学活性很高，在自然界中很难遇到纯镁矿。在海水中以氯化物存在，约含百分之零点一四，在地壳中以光卤石、菱镁矿、白云石和一些其他化合物形式存在，含量达到百分之二点三五。 制取镁的方法方法有：第一种，熔融氯化镁电解法，它是主要的制镁法；第二种，用硅铁还原氧化镁的硅热法；第三种，用碳还原氧化镁的碳热法。 镁及镁合金的主要物化性能：（1）密度，20摄氏度金属镁的密度是1.738g/cm3，650摄氏度熔化温度下密度约为1.65g/cm3，液态镁密度为1.58g/cm3；（2）凝固体积收缩率为4.2%，相应线收缩率为1.5%；原子叙述12，原子价+2，相对原子质量24.30。热性能：熔点，在标准大气压下，金属镁的熔点是650℃±1℃。沸点在标准大气压下，金属镁的沸点是1107℃±3℃。再结晶温度金属镁的再结晶温
度最低位150℃。再膨胀金属镁固体体积膨胀系数二十摄氏度到一百摄氏度之间为26.1*10-6，液体体积膨胀系数温度在六百五十一摄氏度到八百摄氏度之间为380*10-6。热导率镁在二十摄氏度的热导率为154.5W/(mk)。比热容（C）温度在二十摄氏度的时候镁的比热容是1.025kj。气化潜热金属镁的汽化潜热是5150到5400kJ。熔化潜热金属镁的熔化潜热是360~377KJ。升华潜热金属镁的升华潜热是6113到6238KJ。燃点空气中加热时，金属镁在632摄氏度到635摄氏度开始燃烧。燃烧热金属镁的燃烧热是24900到25200kJ。
镁合金力学性能强化的几种途径 摘要对近几年镁合金力学性能强化的研究进行了总结，主要途径归纳为三个方面，一是热处理，二是合金化，三是加工工艺。 关键词：镁合金力学性能热处理合金化加工工艺 镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高的特点,而且还具有优良的阻尼性能、较好的尺寸稳定性和机械加工性能及较低的铸造成本。广泛应用于航空航天、汽车和电子等行业。但是,镁合金密排六方的晶体结构及较少的滑移系决定了其塑性变形能力较差,所以应该用一些方法来提高其力学性能，本文就近几年镁合金力学性能方面的研究进行总结，并提出建议。 1 镁及其合金的力学性能 镁是一种二价的碱金属元素，属于密排六方晶系，这种密排六方结构使之在力学和物理性能方面表现出强烈的各向异性。纯镁象其他纯金属一样，表现出相对低的强度。其弹性模量E=45GPa，切变模量K=17GPa，比弹性模量E/ρ=25GPa。因此必须用其他元素进行合金化以获得所需要的性能。目前主合金元素是Al、Zn 和Re等，这些合金元素使镁合金得到不同程度的强化。变形镁合金主要通过热变形和冷变形来提高强度。热处理是提高镁合金力学性能的重要途径。另外其他一些工艺或处理也能有效提高镁合金的力学性能，如颗粒增强复合材料、半固态铸造和熔体热速处理、表面处理等。 2强化途径 2.1 热处理 2.1.1铸造镁合金的热处理 铸造镁合金的室温和高温力学性能强化途径有固溶处理和失效处理[1]。对某高锌镁合金Mg-Zn-Al-RE进行热处理[2]，固溶处理温度340℃,保护剂为硫铁矿石,保温时间20 h,热水淬火,淬火介质采用70～75℃热水;时效处理温度180℃,保温时间10 h,出炉空冷。经固溶及时效处理后,合金的相成分主要为α-Mg,还有含微量稀土的其它固溶强化三元相。其中比较典型的固溶强化相有Ф相
文件编号：GD/FS-6632 （解决方案范本系列） 镁合金废料的存储安全技 术详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
镁合金废料的存储安全技术详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 ⒈镁粉末管理的注意事项：在研磨加工中产生的粉末一般用湿式集尘器加以回收。被回收的粉末成泥状，里面含有少量的研磨材料。另外，在切削加工中根据不同条件也会产生出一些近似粉末状的屑，通常也当作粉末来处理。粉末比切削更具危险性，哟特别注意以下几个方面：用湿式集尘器回收来的粉末，由于含有水分，在保管中与水发生反应产生氢气，当没有在水中沉降的时候由反应热而引发自燃的危险性较高。要尽快作废弃处理必须补充足够的水分。处于干燥状态或含有微量水分的镁粉末遇到明火容易被引燃并产生猛烈燃烧。因此在保管和做废弃处理时要格外小心，特别要注意防止由吸烟和焊接火花引发的事
铝镁合金特性
鎂鋁合金特性介紹 1.0鎂合金使用背景與市場發展狀態 1.1鎂是地球上第六多元素,佔地殼組成 2.5~4% 目前主要提煉來源為海水,鎂礦….. 1.2德國為第一開發量產國家,主要在第一次世界 大戰時需快速移動軍備而大量使用質輕之鎂 合金作為軍品材料. 1.3使用量 1993----------32850公噸 1943----------184000公噸 1984----------230000公噸 1997----------500000 公噸 1.4鎂合金與其他材料特性比較 a: 質輕: 鎂比重1.8 鋁比重:2.8 b: 傳熱快: 鎂熱傳導率51 w/mk 塑膠(ABS) 0.2 w/mk c: 強度(耐衝擊性): 鎂抗拉強度240 Mpa ABS: 35 Mpa D: 可燃性: 鎂熔點596 Degree ABS 90 Degree E: 電磁遮蔽性(EMI): 鎂合金------良好 塑膠---------無遮蔽性 F: 環保回收性: 鎂合金-----------可回收使用 塑膠------------無法完全回收 1.5市場應用例 產品別應用部分汽機車類引擎蓋,避振器,齒輪箱…筆記型電腦機殼,散熱組件,機構件行動電話外殼,支架… 電子相機, MD,CD…..機殼 HDD PARTS 資料讀取臂
2.0鎂合金成形法 2.1冷式壓鑄法 圖形 2.2熱式壓鑄法 圖形 2.3射出成形法 圖形 比較項目熱式壓鑄法冷式壓鑄法射出成形鑄造速度快慢中 溶解管理易難易 射出壓力低高高 機器操作中易難 素材價格低低高 機器價格中低高
技術成熟度中高低 3.0專業術語說明: 3.1縮水量: 材料由熔熔狀態變成固態冷卻過程 中體積變化量.(鎂: 5.5/1000 鋁:6/1000) 3.2公模: 又稱移動模或可動模或CORE SIDE. 簡單判定有頂出針的面. 3.3母模: 又稱固定模或CA VITY SIDE. 3.4頂出針: E-PIN 或是EJECTER PIN.模具頂 鑄件的機構. 3.5滑塊: SLIDER CORE. 於成品側邊無法以公 母模拆開時之結構. 3.6分模線: PARTING LINE . 公母模或滑塊相結 結合之模具接合線. 3.7入子: insert core. 模具中單獨之植入部分. 3.8拔模斜度: draft angle, taper.成形後離型所需要 斜度,(分單邊與雙邊,大端或小端) 3.9澆道口: Gate. 原料由澆道進入成品之入口 3.10溢流井: Overfollow. 在成品邊緣抽取冷料與 空氣地區塊. 3.11逃氣道: Air vent. 成形時幫助模具內空氣逃 離模具之設計. 4.0測試與檢驗: 4.1線性檢測: 長度,高度, 距離,孔位….. 4.2功能檢測: 諸如測漏試驗, 強度測試,耐蝕測 試. 4.3外觀檢測: 限度樣品, 色板比對…. 4.4幾何公差: 4.4.1基準: 4.4.2⊕: 位置度 4.4.3◎: 同心度
文件编号：RHD-QB-K9591 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 镁合金废料的存储安全技术标准版本
镁合金废料的存储安全技术标准版 本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 ⒈镁粉末管理的注意事项：在研磨加工中产生的粉末一般用湿式集尘器加以回收。被回收的粉末成泥状，里面含有少量的研磨材料。另外，在切削加工中根据不同条件也会产生出一些近似粉末状的屑，通常也当作粉末来处理。粉末比切削更具危险性，哟特别注意以下几个方面：用湿式集尘器回收来的粉末，由于含有水分，在保管中与水发生反应产生氢气，当没有在水中沉降的时候由反应热而引发自燃的危险性较高。要尽快作废弃处理必须补充足够的水分。处于干燥状态或含有微量水分的镁粉末遇到明火容易被引燃
并产生猛烈燃烧。因此在保管和做废弃处理时要格外小心，特别要注意防止由吸烟和焊接火花引发的事故。应该备有镁金属专用的研磨机，避免与铝及其他金属混用，对于产生的粉末残留物要经常清理，收集到的粉末要放置在钢制容器中保管。铝及其他金属的粉末同镁粉末一样具有危险性。粉末比切削具有更大的危险性，因此不要保管，要尽快做废弃处理，镁粉末的废弃处理用化学方法进行比较安全。 2.镁粉末的保管：镁粉末比切屑更容易自燃，特别是湿态的粉末危险性更高，一定不能长期保管，应尽快以化学处理方式当作产业废弃物进行处理，干燥状态下的镁粉末放在带有清洁盖子的钢制容器中保存虽然比较安全，但仍具有危险性。对于含有水分的镁粉末，原则上不要保存，不得已必须保存时一定要对下述事情有充分了解。粉末比切屑的表面积大，与水
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
镁合金研究现状及发展趋势 摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。 关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用 1.引言 镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。 目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5] Fig. 1 Directions of Mg alloy development 2.镁合金的特点及分类 通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。 2.1镁合金的优点[6 ~ 8] 1）密度小、质量轻。镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，根据合金成分的不同，其密度通常在1.75-2.10g/cm3范围内，约为铝的2/3，钢的1/4。 2）比强度、比刚度高。镁合金的比强度高于铝合金和钢铁，但略低于比强度最高的纤维增强塑料。其比刚度与铝合金和钢铁相当，但却远高于纤维增强塑料。镁合金材料与其他相关材料的物理性能和力学性能分析比较如表1所示。 表1 镁合金和相关材料的物理和力学性能比较 Tab. 1 The comparison of physical and mechanical properties between magnesium alloy and other materials [9] 材料抗拉强度/Mpa 屈服强度/Mpa 延伸率/% 弹性模量/Gpa 比强度镁合金AZ31 251 154 13.8 45 141 镁合金AZ91 275 145 13.8 45 151 镁合金AM60 240 140 15 45 134 铝合金380 315 160 3 71 106 碳钢517 140 22 200 80 塑料ABS 35 - 40 2.1 41 塑料PC 104 - 3 6.7 102 3）吸震阻尼性能好。镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。镁合金具有极好的滞弹吸震能力，其抗冲击性是铝合金的10倍，塑料的20倍。 4）良好的铸造性能。镁与铁的反应低，熔炼时可用铁坩埚，熔融镁对坩埚的侵蚀小，压铸时对压铸模的侵蚀小，与铝合金压铸相比，压铸模使用寿命可提高2-3倍，通常可维持20万次以上。镁合金的比热和结晶潜热小，所以流动性
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 镁合金废料的存储安全技术(新 版)
镁合金废料的存储安全技术(新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 ⒈镁粉末管理的注意事项：在研磨加工中产生的粉末一般用湿式集尘器加以回收。被回收的粉末成泥状，里面含有少量的研磨材料。另外，在切削加工中根据不同条件也会产生出一些近似粉末状的屑，通常也当作粉末来处理。粉末比切削更具危险性，哟特别注意以下几个方面：用湿式集尘器回收来的粉末，由于含有水分，在保管中与水发生反应产生氢气，当没有在水中沉降的时候由反应热而引发自燃的危险性较高。要尽快作废弃处理必须补充足够的水分。处于干燥状态或含有微量水分的镁粉末遇到明火容易被引燃并产生猛烈燃烧。因此在保管和做废弃处理时要格外小心，特别要注意防止由吸烟和焊接火花引发的事故。应该备有镁金属专用的研磨机，避免与铝及其他金属混用，对于产生的粉末残留物要经常清理，收集到的粉末要放置在钢制容器中保管。铝及其他金属的粉末同镁粉末一样具有危险性。粉末比切削具有更大的危险性，因此不要保管，要尽快做废弃处理，镁粉末的废弃处理用化学方法进行比较安全。
镁合金废料的存储安全技 术示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
镁合金废料的存储安全技术示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 ⒈镁粉末管理的注意事项：在研磨加工中产生的粉末 一般用湿式集尘器加以回收。被回收的粉末成泥状，里面 含有少量的研磨材料。另外，在切削加工中根据不同条件 也会产生出一些近似粉末状的屑，通常也当作粉末来处 理。粉末比切削更具危险性，哟特别注意以下几个方面： 用湿式集尘器回收来的粉末，由于含有水分，在保管中与 水发生反应产生氢气，当没有在水中沉降的时候由反应热 而引发自燃的危险性较高。要尽快作废弃处理必须补充足 够的水分。处于干燥状态或含有微量水分的镁粉末遇到明 火容易被引燃并产生猛烈燃烧。因此在保管和做废弃处理 时要格外小心，特别要注意防止由吸烟和焊接火花引发的 事故。应该备有镁金属专用的研磨机，避免与铝及其他金
高性能镁合金发展现状与趋势 摘要 随着人们对能源和环境的日益关注，镁及镁合金的应用正在受到前所未有的关注。镁是我国少有的几种优势金属资源之一，在过去的15年里，我国的镁工业从弱小到壮大，目前已成为世界上原镁生产的绝对大国，2003年镁产量更是占世界总产量的60%以上。从2000年开始，在师昌绪等院士的直接推动下，我国镁合金的研究和应用也取得了举世瞩目的成绩，逐步从镁生产大国向镁研发和应用强国迈进。过去5年里，我国在高性能镁材料的研究，镁加工装备的开发以及镁合金深加工产品的开发应用方面都取得极大的进展。从镁产业的角度来讲，已经形成了从原材料到深加工一直到应用的完整产业链，从镁研究开发的角度来讲，已经初步形成了从基础研究到应用研究一直到产品开发的完整科研开发体系。镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料，近年来已成为全球学术界的一个研究热点，并越来越受到工业界的重视。目前我国在镁合金的研究和应用上取得了很大进展，已经研制出耐热镁合金、高强高韧镁合金等新材料，在变形镁合金领域也取得了突破，本文重点介绍几种有特色和良好应用前景的高性能镁合金，以及镁合金成形加工技术的最新研究进展。高性能镁合金包括阻燃镁合金、低成本高强度铸造镁合金和高强耐热变形镁合金，成形加工技术包括镁合金涂层转移精密铸造技术、镁合金熔体复合纯净化技术、不含六价铬离子的镁合金超声阳极氧化表面处理技术、大型镁铸件低压成型技术以及镁板差温拉深工艺。镁合金的深入研究有力地推动了镁合金产业的发展。 关键词镁合金发展现状趋势 正文 1、我国镁及镁合金现状 我国目前在镁工业方面拥有三项"世界冠军"。第一是镁资源大国，储量居世界首位。在青海盐湖蕴藏着氯化镁32亿吨，硫酸镁16亿吨。在辽宁、山西、宁夏、内蒙、河南等省区菱镁矿均有很大储量，仅辽宁大石桥一带的储量就占世界菱镁矿的60%以上，矿石品位高达40%。第二是原镁生产大国，2003年我国共生产原镁35.4万吨，约占全球总产量的67%。第三是出口大国，年产量80%以上的镁出口到国际市场。尽管如此，我国的镁工业还存在着不少问题，主要表现在：1)原镁生产技术比较落后，质量不够稳定，镁锭中的夹杂物和有害元素含量大大超标，难以满足压铸、板材轧制和冲压等高端产品的生产需求;2)出口产品绝大多数是廉价的纯镁锭，镁合金出口比重只有15%左右，镁合金制品出口则更是微乎其微，因此出口利润低效益差，而对于军工生产所需求的高性能镁合金板材和型材还需要从俄罗斯进口;3)原创性的研究成果缺乏，目前出口的所有镁合金锭几乎全部按照国外的牌号生产，而且在镁合金产品加工中的关键技术和装备大部分依靠进口。 中国镁合金产品的生产和应用现状是，镁合金的优势已经被许多企业所认识，在汽车、摩托车和3C产业中镁合金已经开始获得应用，用户包括如上汽、一汽、二汽、奇瑞、隆鑫、海尔等，例如，一汽铸造有限公司AM50镁合金方向盘骨架;镁合金压铸迅速增长，台湾、香港和大陆投资的镁压铸厂分布在向几乎全国各地，各种压铸机数量超过50台;变形镁合金加工开始起步。 2、我国镁合金研究现状 国家相关研究和应用计划包括，科技部组织实施的"十五"攻关计划重大专项"镁合金应用开发及产业化"、"十五"863计划相关项目、重点国际合作计划、科技型中小企业创新基金，国家自然科学基金委立项的国家自然科学基金，国防科工委的民口军工配套项目，经贸委的技改项目，国家发改委的高技术示范工程等。 十五科技攻关重大专项"镁合金应用开发及产业化"的目标是，建立镁合金技术创新体系;
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
1，为什么镁合金可以作为生物可降解材料？ (1) 2，镁合金的实验数据与人体测试的差别？ (1) 3，镁合金不适用于做可降解材料的原因？ (3) 4，最适合的材料？ (4) 5，镁合金发展的瓶颈？降解速度过快 (5) 6，各种元素对镁的作用？（论文5） (5) 7，镁合金的发展史？ (6)
1，为什么镁合金可以作为生物可降解材料？ 生物力学性能：密度与人体骨骼最接近。弹性模量为人体骨骼的两倍，不及钛合金的50%，能有效缓解应力遮挡效应（镁的弹性模量和压缩屈服强度和人骨相近，可避免材料弹性模量较高时因应力屏蔽效应造成骨质吸收，而弹性模量过低则不能起到刺激骨生长的作用[5]）。 生理作用及代谢：镁是人体必需的营养元素，与钠、钾、钙元素一起构成人体细胞内外最重要的４种阳离子。镁是多种酶的激活剂和辅助因子。镁是骨骼和牙齿的重要组成部分，对预防骨质疏松有一定作用。就人体循环系统而言，镁可引起血管扩张，同时有防止动脉粥样硬化的作用。镁参与体内三大产热营养素代谢、神经冲动产生与传递、肌肉收缩等［４，５］。肾脏是镁代谢调节的中心，肾小球对血镁进行过滤，９５％～９８％由肾小管再吸收。肾的调节作用可在一定范围内保持血镁正常。因此，将可吸收镁合金的降解速度控制在一定范围内，不超过肾脏代谢能力，就能保持较好的安全性［４，６］。（论文9）镁是人体内含量仅次于钾的细胞内阳离子，在新陈代谢过程中起着重要作用，镁也是组成生物体骨的主要成分，能够促进骨、牙齿及细胞形成并在骨的矿物质代谢中具有重要的调节作用［３］。此外，由于镁合金所具有的金属材料特性，其塑性、刚度、加工性能等都要远优于现已开始临床应用的聚乳酸等可降解高分子材料［４］，因而更适于在骨等硬组织修复和介入治疗方面的临床应用。更令人欣喜的是，全球现有实验中所选用的镁合金在血液及骨环境下进行短期实验观察时均没有不良后果产生［５］镁具有很好的生物相容性，可以减缓细胞膜表面对植入物的排斥。 镁是300 多种酶的共存因子，能够稳定DNA 和RNA 的结构[5]，调节神经肌肉和中枢神经系统的活动，抑制神经的兴奋，保障心肌正常收缩。人体大约70 kg 体重中包含有35g 镁[3]。世界卫生组织提出，镁的每日摄入量男性为300mg，女性为280 mg，儿童为250 mg，婴幼儿为80mg。镁的密度为1.74 g/cm3，而铝和铁的密度分别为镁的1.6 倍和4.5 倍[5] ３ＶｏｒｍａｎｎＪ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ：Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ［Ｊ］．ＭｏｌＡｓｐｅｃｔｓＭｅｄ，２００３，２４（１）：２７４ＳｔａｉｇｅｒＭＰ，ＰｉｅｔａｋＡＭ，ＨｕａｄｍａｉＪ，ｅｔａｌ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓａｓｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｂｉｏｍａｔｅ－ｒｉａｌｓ，２００６，２７：１７２８ ５郑玉峰，顾雪楠，李楠，等．生物可降解镁合金的发展现状与展望［Ｊ］．中国材料进展，２０１１，３０（４）：３０ 2，镁合金的实验数据与人体测试的差别？ 体外实验缺乏统一的标准，加之体外实验常规方法（失重测试、氢气体积监控、ｐＨ检测、电化学测试、阻抗分析等）各有利弊，同时模拟体液（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｏｄｙｆｌｕｉｄ，ＳＢＦ）的选择更是各有不同（见表１），这使得研究者的实验结果存在不小差别，甚至大相径庭。
镁合金的分类及特点 1.2.1镁合金的分类 镁合金是以金属镁为基体，通过添加一些其它的元素而形成的合金，镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等[10]，一般说来镁合金的分类依据有以下三种：合金化学成分、成形工艺和是否含锆。 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。但在实际中，为了分析方便，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-RE、Mg-Th、Mg-Li 和Mg-Ag 等合金系列[11]。按合金中是否含锆，镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为：Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有：Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金，又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中，对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金，由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物，并沉入坩埚底部，无法起到细化晶粒的作用[12]。 按成形工艺镁合金可分为两大类，即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金[11]。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前，铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛，但与铸造工艺相比，镁合金热变形后合金的组织得到细化，铸造缺陷消除，产品的综合机械性能大大提高，比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能[13]。因此，变形镁合金具有更大的应用前景。 1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果，其合金的元素可以分为三类[14,15]： 1)既提高强度又提高韧性的合金元素，按作用效果顺序为： 强度标准：Al、Cn、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th；韧性标准：Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu； 2)强化能力较低，提高韧性的元素：Cd，Ti和Li； 3)强化效果较好，但使韧性降低的元素：Sn、Pb、Bi和Sb。 1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状 1.3.1 Mg-Zn系合金 纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用，因为该合金的铸造性差，合金组织粗大，容易出现偏析和热裂等铸造缺陷，对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点，就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素，达到细化晶粒，使组织均匀化，减少合金显微疏松[1,16,17]。在Mg-Zn 合金中加入Cu元素，会使合金的韧性和时效硬化明显增加，这是因为Cu元素能提高Mg-Zn 合金的共晶温度，因而可在较高的温度固溶，使更多的Zn、Cu溶于合金中，增加了合金随后的时效强化效果[16]。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素，在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金，一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用，具有较高的抗拉强度和屈服强度[18]。然而，这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感，焊