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1、镁合金汽车发动机上的腐蚀与防护班级06030143姓名王力学号32摘要：阐述了现代汽车为节能、环保而开始大量采用镁合金材料;介绍了镁合金材料的性质特点,采用镁合金材料制造的汽车部件;并指出镁材料在汽车工业中的应用和发展前景。对镁合金的腐蚀行为、各种因素对镁合金腐蚀性能的影响进行了综述，并指出镁合金各种表面处理技术的优缺点及其未来发展方向。关键词：轻量化 合金材料 发动机 汽车镁合金表面防腐1、前言自人类进入21世纪以来,随着能源价格的不断上涨,以及可持续发展要求的提高,汽车燃料的经济性问题越来越引起人们的广泛关注。汽车燃料的经济性与汽车的设计、制造和使用有着密切关系，汽车材料的轻
2、量化是改善燃料经济性的有效途径。对汽车工业来说,节约能源、减少汽车尾气排放的最有效办法就是减轻汽车自身的质量,而减少汽车质量的主要途径是使汽车材料轻量化。汽车质量每减少10%,燃油消耗可以降低6%-8%。要想减轻汽车自重,就必须采用轻质材料。镁合金材料是自古以来实际应用中最轻的金属结构材料,是所有现用金属材料中密度最低的轻金属材料,因而成为汽车减轻自重以提高其节能性和环保性的首选材料。另外,镁合金材料还具有比强度和比刚度均高、导热导电性能好、阻尼减震性和电磁屏蔽性强、易加工成形、废料易回收等特点。由于镁合金材料的众多优点,其应用适应了全世界对汽车安全、节能和环保要求越来越高的趋势
3、,受到了各国政府和发达国家汽车制造企业的高度重视。2、镁合金在汽车发动机上应用的原因镁合金是最轻的金属结构材料,其密度为1.75g/cm3～1.90g/cm3，比铝合金约轻36%,比锌合金约轻73%,比钢约轻77%。镁合金的强度和弹性模量较低,但它有高的比强度和比刚度,在相同重量的构件中,选用镁合金可使构件获得更高的刚度。镁合金有很高的阻尼容量和良好的消震性能,它可承受较大的冲击震动负荷,适用于制造承受冲击载荷和振动的零部件。镁合金具有优良的切削加工性和抛光性能,在热态下易于加工成型。镁合金的熔点比铝合金低,压铸成型性能好。镁合金铸件的抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MP
4、a,最高可达600多MPa。屈服强度、延伸率与铝合金相比也相差不大。镁合金还具有良好的耐腐蚀性能、电磁屏蔽性能、防辐射性能,可进行高精度机械加工。镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件比厚最小可达0.5mm,适合制造汽车各类压铸件。镁合金汽车发动机带给汽车的好处是显而易见的。一是它的质量轻,换用镁合金能减轻整车重量,也就间接减少了燃油消耗量。二是它的比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷。三是它具有良好的铸造性和尺寸稳定性,客易加工,废品率低,从而降低生产成本。四是它具有良好的阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可以降低噪声,用于座椅、轮圈可以减少振动
5、,提高汽车的安全性和舒适性。镁铝合金发动机之所以成功的另一个关键因素是，先进的“电子阀（Valvetronic）”系统,用可变进气阀门取代了传统的发动机油门。发动机的“呼吸”是通过不断改变电子管的升降高度以调节进气量来控制，以得到更好的动力响应和绩效改进，实现改善性能，节省燃料12%以及减少废气排放的目标。1、镁合金汽车发动机所处环境分析3.1、汽车外部用镁合金部件的抗腐蚀条件。汽车外部用镁合金部件主要担心的是电蚀问题,特别是排气罩周围的部件,因为镁合金活性极强,在设计时要考虑把电蚀降到最小,还必须考虑部件几何形状的设计,对紧固件的选择和采用涂层来克服电蚀问题。汽车部件的几何形状
6、设计要考虑避免水、污物的堆积。另外,电蚀还和金属间的互相接触有关,镁对铁合金特别敏感,所以钢紧固件必须涂层,但镀锌是不能接受的。合适的绝缘垫可以采用,电蚀会随着绝缘垫厚度的增加而减少,但是涂层的划伤和孔隙会加速电蚀过程。3.2、汽车动力系用抗蠕变镁合金的分析。目前,在工业上使用的镁合金仅限于在室温条件下,当暴露在发动机工作温度下时,机械性能变劣,因此在汽车的动力系中不能使用,某些含稀土元素的镁合金可以耐150℃的高温,但材料成本又太高。但是，在镁中加入铝和碱稀土元素可以产生晶界AL11E3析出,其在温度增加时可以具有抗蠕变性能,而在镁合金中添加铝和钙,还含有最少量的硅和银,这样新
7、的镁合金的性能大有改进,抗拉伸蠕变性能提高40%,压缩蠕变性能提高25%。3.3、汽车动力系用耐热镁合金的分析。汽车发动机还长期处于高温高热环境中，所以使用铝-镁-锶合金,该合金具有耐高温性能。合金含锶2.1%,加入锰以提高合金抗腐蚀性能,在温度提高到150℃时,镁铝锶合金具有优越的机械和物理性能,抗蠕变性能的镁合金相当于用汽车动力系A380的压铸铝合金。对于新镁合金来说,在温度升高时,疲劳极限的降低与最终抗拉强度成正比,新合金的疲劳极限可以和AM60B镁压铸合金相比。这种新镁合
