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1、中北大学信息商务学院2012届本科毕业论文1绪论1.1选题的意义镁合金材料自19世纪初被人们开发出来以来，就引起了人们的极大关注，经过几十年的研究，直到20世纪初，镁合金在工业上才得以实质上的应用，到20世纪末，镁合金的研究和应用成为材料领域一个新的热点。当前，减少环境污染以及节约地球有限的资源是人们所面临的一个十分重要而紧迫的问题。特别近年来国际标准组织（ISO）提出了关于环境管理的ISO-1400系列标准后，推动着绿色制造的研究与应用工作更加活跃，一个绿色设计和绿色制造研究与开发的强大绿色浪潮正在全球兴起。镁合金材料被誉为21世纪最富有开发与应用潜力的绿色环保工程金属
2、材料，这是人类文明社会发展的必然要求，有着深刻的经济和社会背景。由于镁合金是最轻的（比铝轻36%、比钢轻77%）的工程结构材料，其具有密度小，比强度比刚度高、比弹性模量高、导热导电性好，兼有良好的阻尼吸震降噪性能和电池屏蔽性能[1]。同时易于加工成形和表面装饰性能良好；易回收利用（其废料回收利用高达85%以上、回收利用的费用仅为相应新材料价格的4%）、对环境无污染等优点，被誉为21世纪的绿色金属结构材料，因此，在冶金工业、镁合金在汽车等交通、社会福利产品、医疗器械及医药、3C产品等领域有着广泛的应用前景。镁合金呈现的优异性能，特别适合于汽车、摩托车结构件和运动部件的制造，
3、这不仅能降低整车的重量和能耗，提高其加速制动性能，还能降低行驶振动和噪声，增加驾乘舒适度。镁合金在交通领域中的应用在以下方面：手动/自动变速箱壳、进气歧管、汽缸上盖、支持件、油盘、油泵壳、曲柄轴箱、方向盘、脚闸、方向操纵杆部件、车座部件、内行李箱盖、铸造车门（内，外）、仪表盘桁梁、发动机支架/分支架和车轮毂等。由于现代战争要求远程快速，镁合金在航空航天、军事用品(如飞机发动机、直升机部件、望远镜、人造卫星架等)、吸噪、减震、防辐射等方面，将发挥更大的作用，如手持式武器、装甲战车、运输车、航空制导武器、照明弹用镁粉，穿甲弹、战术导弹舱段、副翼蒙皮、壁板、加强框、舵面、隔框等
4、零件都可以部分采用镁合金材料，因此，镁合金材料在航空航天和军事方面的应用是时事所趋，越来越吸引人们的关注。第29页共29页中北大学信息商务学院2012届本科毕业论文1.2镁合金的发展方向目前，镁合金的合金化主要朝着两个方向进行：以高强高韧性和提高抗蠕变性能为目标[2,3]。按合金成分或生产工艺性能特点,可把镁合金分为三大类：铸造镁合金、变形镁合金及超轻镁合金，其中铸造镁合金中分为高强度铸造镁合金及耐热铸造镁金.主要属于Mg-AL-Zn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-RE-Zr系和Mg-RE-Zn-Zr系，变形镁合金也可分为高强度变形镁合金和耐热变形镁合金，主要属于Mg-Mn
5、系、Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-Nd-Mn和Mg-Nd-Zr系，超轻镁合金(Mg-Li系)室温塑性与韧性好,缺口敏感性小，容易加工和焊接，但其耐蚀性低于一般镁合金，应力腐蚀倾向严重，原子扩散能力强，耐热性也较差，由于自身的缺点还没有得到很好的应用[4]。随着不同合金元素的加入，镁合金系的丰富，其性能将会得到不断地提到，也会得到更广泛的应用。1.3稀土镁合金的发展前景稀土元素由于具有独特的核外电子排布,表现出独特的性质,对O、S和其他非金属元素有较强的亲和力,在冶金过程中可以净化合金熔体、改善合金组织、提高合金室温力学性能、增强合金耐腐蚀性能等[5]。近年
6、来,根据对材料的性能要求而研制开发了一系列含稀土的高强、耐热、抗蠕变、阻燃等镁合金,稀土作为主要的合金元素或微合金化元素在镁合金研究领域发挥愈来愈重要的作用。在各个镁合金的研发情况表现在：(1)铸造镁-稀土合金Haughton和Prytherch等(1940)最早报道提高高温抗拉强度的Mg2Ce合金。随后,Leontis(1949)的工作证明镁合金的高温性能按La,Ce,MM(富Ce混合稀土)、Nd的序列提高。Sauerward(1947)发现了Mg2RE合金中的Zr的晶粒细化作用,Zr可在不含Al,Mn的Mg2RE合金中与Zn，Ag,RE,Th等合金元素一同加入,这一发
7、现导致了EK型(Mg2RE2Zr)镁合金的开发。在Mg-Zn合金系中,由于稀土的加入改善了合金的铸造性能和蠕变抗力,因此开发出ZE型ZE41(Mg-1.75RE-4.5Zn-1Zr)和ZE23(Mg-3.5RE-3.0Zn-1Zr)镁合金,使合金具备了较好的室温、高温综合性能。Payne等(1959)发现银的加入明显改善Mg-RE合金的时效硬化效应,据此开发了QE22,QE21及EQ21第29页共29页中北大学信息商务学院2012届本科毕业论文等合金。在室温到473K温度区间,Mg-RE-Ag合金接近含钍的镁合金高温抗拉性能蠕
