镁合金在汽车材料上的应用及发展前景

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1、镁合金在汽车材料上的应用及发展前景摘要：介绍了镁及镁合金的类沏和它们的基本性能，国内外在汽车材料方面对W:的应用情况，镁合金在汽车轻景化方面的应川，展绢了镁合金迕未來的应川前景。1、镁及镁合金的特性镁是银白色的金属元素，常温卜*镁的密度为1.74g/cm，约为钢的1/4,铝的2/3。在金展镁屮添加K他元素可以形成各种镁合金。镁合金是现在大景使用的工程结构材料屮最轻的，K•比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当。同时，镁合金还具有良好的减振性，在和同载说下，减振性是铝的100倍、钛合金的300〜500倍。镁合金还具奋良好的切削加工性及尺十稳定性

2、，其耐凹陷性、铸造成型性及表面装饰性俱佳，加之具有易冋收利用、导热优良性、抗电磁干扰及屏蔽性能等特点，镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动及风动工其和医疗器械等领域。金属镁主要用于:铝基合金的重要添加元素，用量约占镁的总消耗量的43%左右;制造各种零部件的用量已达到镁消耗量的35%左右;炼钢脱硫约占13%;阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等。当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80%，其中钢铁约占62%，铝合金和塑料大体相当,均占8%-10%。镁合

3、金在汽车上的应用比例为0.3%,Y•均重量约5kg,但近几年的增幅却较大。镁的比重力1.74g/cm3,是铝的2/3,钢的2/9,和塑料相当，是最实用的减重轻金属材料。镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。正因为如此，镁合金宥利于汽车轻量化、宥利于节能和减排。据资料介绍：轿车质量每减轻100kg,汕耗可降低5%。如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30%以上。汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。同吋，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具旮优良的抗冲击性能，奋利

4、于减振降噪,选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声，受冲击吋能吸收更多的能量。镁合金的散热性好，抗电磁干扰性高，使汽车更为安全舒适。2、常用镁合金类型及其性能由于交通工具轻量化的推动，世界各W都展开了对镁合金的研究，而限制镁合金发展的一个主要原W是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此新材料的研发主要是针对这一问题进行，概拈的说主要包括两个方面，一是对现宥合金的优化，主耍是针对现宥的商业镁合金，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合金的高温性能;二是新合金系的开发,主要是指新型Mg-RE系的研发。镁合金可

5、分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系(Az系列)、Mg-Al-Mn系(AM)和Mg-Al-Si-Mn系(AS)、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zrn（ZK）、Mg-Zn-RE系（ZE）等合金。常用铸造镁合金的牌号及性能见表1。表2为常见变形镁合金的化学成分及基本特性。合余杭拉强度MPa拉*屈鳳MMPaM屈轚番度MPar廷伸率％弹性摘量GPaAM6OA2051151156「，丨450.13AS21X12401301309-AS41A,XB2201501504450.25AZ91ArBrD23015016

6、5I3450.13A350325160I一471一表2常用变形镁合金化学成份及基本特性1名义成分（思量分数V%重★牲MbAIZrMnZrThLi垂軍符性M11.5I可焊、兩蚀、低强度AZ31310.3中强度、可煤、成型性好AZ616.510.3:离强度、可焊A2808.50.50.3I髙强度ZM2121中强、成型性、阻尼性好LA1411.20214超轻2K3130.6商强度HK6160.8髙强度HK310.73.2蠘变性能好HM210.82做赚好HZ110.6!0.60.8蠕变性能好3、镁合金在汽车工业应用现状镁合金材料制造的汽车零部件品种繁多，从汽车

7、的运动部件（如车轮），到汽车的结构部件（如汽车座椅框架），再到承受高温的耐高温部件（如缸体），这些零部件的共同特点是承受的机械和化学负载较低。镁合金材料经常用来制造“支架”、“壳体”、“端盖”或“堵盖”类零件等。由于镁合金材料具有极好的铸造流动性能，因此，非常适合于制造横拉杆之类的薄壁结构件和人面积的车辆内部结构件，如车门和前、石舱盖等。金属镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件，最常采用镁合金材料的零部件有：♦向轴，全球50%的转向轴采用了镁合金材料；♦横梁，欧洲产轿车屮使用了约6000t的镁合金材料；♦变速器壳体，大众公司B型车架的轿车中每天使

8、用约600个镁合金材料制造的变速器壳体O原则上讲，镁合金材料主要用于汽车的PJ部结构的驱动系统