变形镁合金(一).

镁合金的牌号与分类1、镁合金成分与牌号的标记方法镁合金的标记方法有很多种，各国标准不一，目前普遍使用的是美国材料试验协会( ASTM)的标记方法。

根据ASTM标准，镁合金的牌号和品级由4部分组成，第1部分为字母，标记合金中主要的合金元素，代表合金中含量较高的元素的字母放在前面，如果两个主要合金元素的含量相等，两个字母就以字母顺序排列；第2部分为数字，标记合金中主要合金元素的质量分数，四舍五人取整数；第3部分为字母，表明合金的品级；第4部分表明状态，由1个字母和1个数字组成。

举例说明：A291D - T6，表明该合金中含铝%~%，含锌0. 35%~，D表明合金纯度要求，T6表明合金状态为固溶+时效。

表10 -2为部分镁合金中使用的合金元素代码。

2一般来说，镁合金的分类依据主要有3种，分圳为：合金化学成分、成形工艺和是否含锆，按化学成分，一般根据镁与其中的一个主要合金元素将其划分为Mg - Al、Mg-Mn。

Mg - Zn、Mg - RE、Mg - Li等二元系，以及Mg - Al - Zn(AZ)、Mg - Al -Mn(AM)、Mg - Zn - Zr(ZK)、Mg - Gd -Y(GW)等二元系及其他多元系。

主要合金元素在镁中的作用总结如下：(1) Al。

铝元素在镁中的极限固溶度为12. 7%，并且随着温度的的降低显着减少，室温下的固溶度为2. 0%左右，利用其固溶度的明显变化可以对进行热处理。

铝元素的含量对合金性能的影响极大，随着铝元素含量的增力，合金的结晶温度范围变小、流动性变好、晶粒变细、热裂及缩松现象等倾向明娃得到改善，而且随着铝含量的增加，抗拉强度和疲劳强度得到提高。

但是Mg17Al12在晶界上析出会降低其蠕变抗力，特别是在A291、A780合金中Mg17A112的析出量很高。

在铸造镁合金中含销量可达到7%~9%，而变形镁合金中铝含量一般控制在3%~5%。

(2) Zn。

锌元素在镁中固溶度约为%，其固溶度随温度降低而显着减少。

铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车和电子等领域有广泛的应用。

然而，在镁合金的铸造过程中，不可避免地会产生一定的内部变形。

这种内部变形可能会对材料的性能和使用寿命产生负面影响，因此了解造成镁合金内部变形的原因显得尤为重要。

铸造工艺是造成镁合金内部变形的主要原因之一。

在铸造过程中，温度的变化可能会导致热应力的产生。

当镁合金在冷却过程中迅速从高温状态转变为低温状态时，由于不同部分的冷却速度不一致，会在材料内部产生应力，从而导致变形现象的发生。

此外，快速冷却也是导致镁合金内部变形的一个重要原因。

快速冷却会使镁合金迅速凝固收缩，并且由于凝固过程中的体积变化不一致，可能会引起材料的内部应力，导致材料发生变形。

在浇注过程中，气孔和缩孔的存在也会对镁合金的内部变形产生影响。

气孔和缩孔是由于气体在浇注过程中被困在材料内部或者材料受到收缩作用而形成的。

这些孔隙会导致材料的局部应力集中，从而引起变形。

除了铸造工艺外，材料本身的性质也会对镁合金的内部变形起到重要的影响。

首先，镁合金具有较低的熔点和较高的热膨胀系数，使得在铸造过程中容易出现热应力和热收缩引起的变形。

其次，材料的非均匀性和晶粒结构也会导致内部变形的发生。

这些因素会使得材料的内部应力不均匀分布，从而引起变形。

此外，化学成分的变化和杂质的存在也可能对镁合金的内部变形产生影响。

化学成分的改变可能改变材料的热膨胀系数和熔点，导致变形问题的发生。

而存在于合金中的杂质则可能影响材料的晶粒结构和力学性能，从而导致变形的发生。

总结而言，铸造工艺必然会对镁合金的内部产生一定程度的变形。

这种变形主要是由于温度变化导致的热应力、快速冷却引起的凝固收缩以及浇注过程中的气孔和缩孔等因素所致。

此外，材料本身的性质如低熔点、高热膨胀系数、非均匀性和晶粒结构，以及化学成分的变化和杂质的存在也会对变形问题产生影响。

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。

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能共3篇变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能1变形镁合金AZ31是一种广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域的轻金属材料。

其具有轻质、高比强度、高耐腐蚀性等突出特点，逐渐成为各个领域中的热门材料。

然而，AZ31合金在加工过程中存在明显的异方性，其机械性能受到材料的组织结构影响较大。

因此，对于AZ31合金织构演变对力学性能的影响进行深入研究，有助于提高这种合金材料的使用性能。

AZ31合金的织构演变与力学性能1. AZ31合金的结构特点AZ31合金属于Mg-Al-Zn系列，由镁、铝、锌组成，其中镁含量最高，达到90%以上。

该合金的强度和塑性取决于其织构和显微结构。

AZ31合金虽然密度较低，但其非球形晶粒结构导致其劣异性强，机械性能较差。

而AZ31合金加工过程中的塑性变形，会导致晶体的取向趋向于某些方向，进而改变其结构和性能。

2. AZ31合金的织构演变材料的织构是指其晶体结构的方向取向分布情况。

AZ31合金材料经过加工后，其晶体取向会出现明显的变化。

织构演变主要表现为以下几个方面：(1) 轧制织构AZ31合金在轧制过程中，由于强制变形而出现滑移活动和晶胞旋转，引起晶体取向转移。

随着轧制次数的增加，合金的织构也发生了显著变化。

初始材料晶粒的织构为强烈的(0001)取向，随着轧制次数的增加，晶胞几乎沿着轧制方向旋转。

在轧制后5次，(0001)织构逐渐消失，取向随机化趋势增强。

(2) 拉伸织构AZ31合金在拉伸过程中，晶粒沿着应力方向伸展。

拉伸应变随机化使得AZ31合金中的(0001)取向被破坏，取向随机性增强。

此外，拉伸过程中晶粒的滑移和旋转也会影响其织构。

(3) 桶形拉伸织构桶形拉伸是一种在不一致模式下进行的拉伸，能够产生高度逆变形，有利于产生组织细化和显着的织构改善。

桶形拉伸后，(0001)取向分布更为均匀，且滞后角度明显减小。

3.织构演变对AZ31合金力学性能的影响材料的力学性能受到其组织结构的影响。

中国有色金属报/2011年/7月/21日/第008版镁业变形镁合金的熔炼技术夏德宏变形镁合金是一种优越的金属材料。

变形镁合金材料的生产主要通过挤压、轧制和锻造等工艺手段实现。

变形镁合金优异的性能以及在不同领域的特殊用途使其成为镁合金材料研究与开发领域中不可缺少的一个重要组成部分。

但限制镁合金广泛应用的主要问题之一是,镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧,使镁合金的生产难度增大。

镁合金熔炼技术研究在很大程度上是防氧化研究,这包括对熔炼所使用的溶剂的研究和气体保护防燃研究。

镁熔体性质很活泼,容易和周围介质中的氧气、氮气和水分反应,其中在镁合金熔炼过程中最常见、危害最大的是镁与氧的反应,因此,在镁合金熔炼技术中可以采用熔剂保护熔炼,利用低熔点的无机化合物在较低的温度下熔化成液态,在镁合金液面铺开,阻止镁液与空气接触,从而起到保护液态镁熔体,防止镁与氧等反应气进行反应的作用。

目前国内常使用的保护熔剂是商品化的RJ系列熔剂。

其中,用得最为广泛的是RJ22熔剂。

一种新的溶剂JDMF,此覆盖剂能够长时间静置而不破碎下沉,延长熔剂的保护时间、减少熔剂的用量、减少有害气体的产生。

但是氯盐和氟盐的使用会造成环境污染,寻找合适的替代品是开发镁合金液保护熔剂的努力目标。

惰性气体保护是利用Ar、N2、He等无色、无味的惰性稀有气体,覆盖于熔体表面形成惰性气体层,防止镁的氧化。

等惰性气体主要用于不需经常开启的密闭系统作为保护气体,一般情况下需混人少量的SO2等反应性气体,以阻止镁的蒸发,提高其防燃效果。

在密闭条件下可起到良好的保护作用。

但在高压下存在一定的风险。

反应性气体保护是利用与镁反应的气体在消耗掉少量金属镁后,在表面形成致密膜层防止进一步氧化的方法。

在高温下CO2可与镁反应生成无定型C、MgO,无定型C填充到疏松多孔的夕膜的MgO空隙中,在熔体表面形成致密度系数大于由其组成的复合膜。

抑制镁穿过表面膜扩散的作用,降低了镁的蒸发,有效防止熔体的氧化。

变形镁合金及其成形工艺镁合金具有密度低、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的具有广泛的应用前景和巨大的应用潜力。

目前，镁合金的应用大多数是以模铸、压铸以及半固态成形等工艺来生产产品。

这些工艺生产的产品，存在着组织部太致密、成分偏析，最小厚度偏大、力学性能偏低等缺憾，不能充分发挥镁合金的性能优势。

研究和实践表明，塑性变形能够改善镁合金的组织和力学性能，大大提高镁合金的强度和塑性，同时，很多领域重要结构材料需要用的板材、棒材、管材和型材等只能用塑性成形工艺来制取，而不能利用铸造等工艺来生产，所以，变形镁合金及其成形工艺的研究越来越受到重视。

但是，由于镁合金晶体结构是密排六方（Hcp），塑性较差，成形困难，成材率低，加之人们对镁合金易燃、不耐腐蚀等缺点的过分夸张甚至是错误的认识，导致变形镁合金没有得到大规模应用，变形镁合金及成形工艺的研究没有引起足够的重视和深入的开展。

目前变形镁合金的板材、型材以及锻件等生产仍集中在航空航天及军事等高端领域或部门，没有普及到一般民用领域。

在当今社会节约资源和减少污染成为社会可持续发展战略的要求的背景下，急需加快研究步伐，转变观念，以推动变形镁合金镁在民用领域的应用。

本文旨在总结变形镁合金及成形工艺的成果，探讨变形镁合金及其成形工艺的研究方向。

变形镁合金的合金系变形镁合金主要分为四个系列(美国标准)：AZ系列(Mg－Al－Zn)，AM系列(Mg-Al-Mn)，AS系列(Mg-Al-Si)，AE系列(Mg-Al-Re)。

中国变形镁合金牌号为MB系列。

几个主要工业发达国家的变形镁合金标准及牌号见表1所示。

变形镁合金以AZ系应用最为普遍，其中又以MB2应用最为广泛。

需要指出的是变形镁合金中MB2的合金成分与AZ31B不同，其力学和成形性能比AZ31B稍差些，介于AZ31B和AZ31C二者之间。