变形镁合金研究现状.pdf

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1、变形镁合金研究现状任凤章，刘平，田保红，刘勇(河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471003)摘要：对变形镁合金的研究现状和最新进展做了评述。重点分析了变形镁合金合金化原理、主要合金元素在变形镁合金中的作用、变形镁合金的热处理以及变形镁合金制备中的诸如快速凝固和喷射沉积等特种制备技术。并简要介绍了变形镁合金的应用领域。关键词：变形镁合金；塑性变形；快速凝固；喷射沉积；晶粒细化中图分类号：TGl46．22文献标识码：ACurrentStatusofWroughtMagnesiumAlloyPENFengzhang，LIUPing，TIANBaohong，LIUYong(Sch

2、oolofMaterialsScienceandEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003)Abstract：Thecurrentstatusandthenewprogressofwroughtmagnesiumalloyarereviewedinthisarticle．Themechanismofalloying，effectsofalloyelement，heattreatmentandspecialprocessingtechniquessuchasrapidsolidificationan

3、dsprayformingarediscussedespecially．Moreover,theapplicationareasforwroughtmagnesiumalloyarealsointroduced．Keywords：wroughtmagnesiumalloy；plasticdeformation；rapidsolidification；sprayforming；grainrefinement镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，它具有比重轻，比强度和比刚度高，阻尼性、导热性、切削加工性、铸造性能好，电磁屏蔽能力强、尺寸稳定、资源丰富、容易回收等一系列优点，因此，在汽

4、车工业、通讯电子业和航空航天业等领域正得到日益广泛的应用。近年来镁合金产量在全球的年增长率高达20％，显示出了极大的应用前景【1J。由于镁合金的发展潜力和应用优势，引起了许多国家的政府、企业和研究机构对镁合金及其成形技术的开发研究高度重视，投入了大量人力、财力，并取得了显著效果。目前，工业镁合金产品多通过铸造的方式获得。主要的铸造方法有：高、低压压力铸造；砂模铸造；永久模铸造，并同时开发有新的半固态铸造等工艺。根据国际镁协会(MA)分析，虽然目前铸造镁合金产品用量大于变形产品，但经过挤压、锻造、轧制等工艺生产出的变形产品具有更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学挫能。可以满足更

5、多样化结构件的需求。因此，作为结构材料的镁合金，开发变形合金产品。生产高质量的板、棒、管、型等产品，是其未来更长远的发展趋势12J。发作者简介：任风章(1964-)，男，河南商丘人，博士，副教授，现从事金属功能材料研究。联系方式：E-mail：renfz@mailst．xjtu．edu．ca展变形镁合金是镁合金生产中最具挑战性的技术，对镁合金在未来广泛应用具有重大的意义。本文综合评述了近年来国内外在变形镁合金领域的合金成分的设计、合金成形技术的现状和最新发展趋势，展望了本领域的研究开发前景。1镁及镁合金塑性变形的结构特征纯镁的晶体密排六方(HCP)，a=0．3209nm，c=0．

6、5211nlTl，cla=1．623，与理论值1．633十分接近。由于晶体发生塑性变形时的滑移面总是原子排列的密排面，而滑移方向总是原子排列最密的方向。密排六方结构的镁，其塑性变形在低于498K时仅限于基面和滑移方向为{0001}<112O>的滑移及锥面和晶向为{1012}<1011>的孪生即】。与其它常用金属相比，如铝(FCC结构)、铁(SCC结构)、铜(FCC结构)，镁的滑移系少是造成其塑性变形能力差的主要原因。在较高温度下，由于晶体中{1011)<1120>滑移可以出现，从而使镁在高温下的塑性增加。此外，密排六方晶体各晶面原子密排程度常随轴比(c／a)值变化而改变，在镁中加

7、入锂(Li)、铟(In)和银(Ag)等元素可以使轴比降低，如镁中加入8％Li(摩尔分数)，轴比下降到《金属热处理》2005年第30卷增刊2051．618，从而激活棱柱滑移系{1011)<112o>，使镁合金在较低温度下也具有较好的延展性{51。晶粒细化改善镁合金屈服强度与延展性有巨大作用与潜力。晶粒细化是改善多晶镁变形结构特征、提高镁合金性能的重要途径之一。在铝合金中，晶粒细化已成为其生产中不可缺少的重要技术措施，但该技术在镁合金生产中却未引起足够的重视。晶粒细化到一定程度可以保