在航天的應(yīng)用

鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業(yè)中使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂的重量比鋁輕，比重為1.8，強度也較低，只有200～300兆帕(20～30公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。

鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕，因此零件使用前，表面需要經(jīng)過化學處理或涂漆。德國首先生產(chǎn)并在飛機上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩(wěn)定，適于制造發(fā)動機齒輪機匣、油泵和油管，又因在旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動中產(chǎn)生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。民用機和軍用飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。例如，B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤，擠壓件90公斤，鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導彈和衛(wèi)星上的一些部件，如中國“紅旗”地空導彈的儀表艙、尾艙和發(fā)動機支架等都使用了鎂合金。中國稀土資源豐富，已于70年代研制出加釔鎂合金，提高了室溫強度，能在300°C下長期使用，已在航空航天工業(yè)中推廣應(yīng)用。

目前,鎂合金在汽車上的應(yīng)用零部件可歸納為2類。

(1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發(fā)動機前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機外殼等。

(2)支架類。如方向盤、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

根據(jù)有關(guān)研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環(huán)境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。作為減重材料，鎂合金在火車、輪船、飛機等交通工具上也得到了廣泛的應(yīng)用。

手機電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。東芝 R700-01B在外殼方面采用鎂金屬材質(zhì)外殼，整機輕盈纖薄而堅固耐用，最薄的位置僅為18.3mm，便于隨身攜帶，讓人心動不已。

雖然鎂合金的導熱系數(shù)不及鋁合金，但是，比塑料高出數(shù)十倍，因此，鎂合金用于電器產(chǎn)品上，可有效地將內(nèi)部的熱散發(fā)到外面。

在內(nèi)部產(chǎn)生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。

電磁波屏蔽性:鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。鎂合金導熱性、抗電磁屏蔽性好的特點在家電產(chǎn)品，筆記本電腦及手機外殼等都已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

在硬盤驅(qū)動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金。若在風扇的風葉上使用鎂合金，可減小振動達到低騷音。此外，為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。

合金名稱 特征 應(yīng)用范圍

AZ91D 強度高且耐腐蝕性好 電器產(chǎn)品的殼體等

AM60B 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等

AM50A 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等

AS41B 抗蠕變性能好 汽車上的減速箱等

機械加工性能:鎂合金比其他金屬的切削阻力小，在機械加工時，可以較快的速度加工。

表:各種金屬的切削阻力(以鎂合金的切削阻力為1)

金屬名 切削阻力

鎂合金 1.0

鋁合金 1.8

黃銅????? 2.3

鑄鐵???? 3.5

耐凹陷性好:鎂合金與其他金屬相比抗變形力大，由沖撞而引起的凹陷小于其他金屬。

對振動·沖擊的吸收性:由于鎂合金對振動能量的吸收性能好，使用在驅(qū)動和傳動的部件上可減少振動。另外，沖擊能量吸收性能好，比鋁合金具有更好的延伸率的鎂合金，受到?jīng)_擊后，能吸收沖擊能量而不會產(chǎn)生斷裂。

再生:鎂合金與塑料不同，它可以簡單地再生使用且不降低其機械性能，而塑料很難在不降低其機械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比，熔點低，比熱小，在再生熔解時所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。

表:各種材料的物理性質(zhì)比較

材料名 密度(g/cm3) 熔點(℃) 導熱系數(shù)(W/Mk) 抗拉強度(MPa) 屈服點(MPa) 延伸率(%) 比強度 楊氏模量(GPa)

鎂合金(觸變成形)

AZ91 1.82 596 72 280 160 8 154 45

AM60 1.79 615 62 270 140 15 151 45

鋁合金

(壓鑄成形) 380 2.70 595 100 315 160 3 117 71

鋼鐵 碳素鋼 7.86 1520 42 517 400 22 66 200

塑料 ABS 1.03 90(Tg) 0.2 35 * 40 34 2.1

PC 1.23 160(Tg) 0.2 104 * 3 85 6.7鎂合金的種類

在數(shù)碼單反相機上的應(yīng)用

鎂合金由于密度低、強度較高，具有一定的防腐性能，常用來做單反相機的骨架。一般中高端及專業(yè)數(shù)碼單反相機都采取鎂合金做骨架，使其堅固耐用，手感好。如佳能的1D系列、5D系列、7D及10D-50D，尼康的D3系列、D700、Dx00系列及最新的D7000，賓得的K-7及K-5等都是鎂合金機身。

采用了鎂合金機身的數(shù)碼單反相機不僅是準專業(yè)級專業(yè)的象征，也具有高昂的價格。

按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。

1、合金名稱

鎂合金的合金名稱是以主要添加合金元素及其百分比來取名。

2、主要合金的成分(ASTM規(guī)格)

合金名稱 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe

AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4 <=0.05 <=0.025 <=0.001 <=0.004

AM60B bal. 5.6-6.4 <=0.20 0.26-0.5 <=0.05 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AM50A bal. 4.5-5.3 <=0.20 0.28-0.5 <=0.01 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AS41B bal. 3.7-4.8 <=0.10 0.35-0.60 0.6-1.4 <=0.015 <=0.001 <=0.0035

相對于開發(fā)應(yīng)用比較成熟、歷史悠遠的其它老牌金屬，如鋼鐵、鋁和銅等，鎂合金材料開發(fā)熱潮還只是剛興起，其未來的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩鄶U展。