有色金屬-鎂及鎂合金（航空材料）

鎂是地球上儲(chǔ)量最豐富的輕金屬元素之一，我國是世界上著名的產(chǎn)鎂大國，鎂是重要的合金元素，世界上鎂的最大消費(fèi)領(lǐng)域是作鋁合金添加元素。

鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，但與鋁合金和鈦合金相比，鎂合金的應(yīng)用很有限，主要是鎂合金的耐蝕性較差；高溫強(qiáng)度、蠕變性能較低，限制了鎂合金在高溫（150～350℃）場(chǎng)合的應(yīng)用。

一、純鎂特性1.密度為1.74g/cm3，熔點(diǎn)為651℃，壓鑄成型性能好。2.鎂屬密排六方晶格，故室溫和低溫塑性較低，當(dāng)溫度提高到150～225℃時(shí)，塑性較好，能進(jìn)行各種形式的熱變形加工。3.強(qiáng)度低，鑄態(tài)時(shí)σb≈115Mpa，冷變形狀態(tài)時(shí)σb≈200Mpa；鎂的化學(xué)活性很強(qiáng)，在空氣中容易氧化，特別是在高溫下，若氧化反應(yīng)放出的熱量不能及時(shí)發(fā)散，則容易引起燃燒。1、純鎂中加入Al、Zn、Mn、Zr及稀土等元素，制成鎂合金。2、Mg-Mn系、Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系和Mg-RE-Zr系等合金系。3、分為變形鎂合金和鑄造鎂合金。變形鎂合金：MB＋順序號(hào)表示。鑄造鎂合金：ZM＋順序號(hào)表示。牌號(hào)抗拉強(qiáng)度（Mpa）伸長(zhǎng)率％用途ZM12355飛機(jī)輪轂、支架等抗沖擊件ZM21852.5200℃以下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)零件等ZM31181.5高溫高壓下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)匣等ZM52255機(jī)艙隔框、增壓機(jī)匣等高載荷零件MB12108形狀簡(jiǎn)單受力不大的耐蝕零件MB225020飛機(jī)蒙皮、壁板及耐蝕零件MB82607形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件MB153359室溫下承受大載荷的零件，如機(jī)翼等

1.比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金、超高強(qiáng)度鋼相當(dāng)。

2.減振性好,彈性模量小,剛度大,如可作飛機(jī)起落架輪轂材料。

3.塑性差,不宜作沖壓零件。

4.切削性很好。

5.抗腐蝕性差，防止電化學(xué)腐蝕。航空中用的較多的變形鎂合金是MB15，屬M(fèi)g-Zn-Zr系合金，MB15是可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度變形鎂合金。

該合金室溫強(qiáng)度高，室溫拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性、韌性均優(yōu)于其它鎂合金，綜合性能好。具有良好的熱塑性變形能力（熱加工變形后在空氣中冷卻相當(dāng)于淬火）、切削性、耐腐蝕性能，但焊接性能差?？捎糜谥圃?50℃溫度下工作的受力構(gòu)件，是生產(chǎn)和應(yīng)用歷史較久的合金之一，是國內(nèi)外廣泛用于宇航的結(jié)構(gòu)材料。

ZM1屬M(fèi)g-Zn-Zr系，是鑄造合金中強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度最高的一種合金，抗蝕性良好，鑄造工藝性能差。在ZM1基礎(chǔ)上加稀土之素(Re)得到ZM2、ZM8，鑄造性能提高了，但強(qiáng)度、塑性下降，適合鑄造170～200℃工作的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，整流艙，電機(jī)殼體等。

ZM5屬M(fèi)g-Al-Zn系，含Al量較高,能熱處理強(qiáng)化(淬火+人工時(shí)效)。具有高的比強(qiáng)度、良好的鑄造性能，可以焊接。該合金應(yīng)用廣泛，可用于制造飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、儀表等承受較高的載荷的結(jié)構(gòu)體或殼體等。

鎂合金作為目前密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)。鎂合金的特點(diǎn)可滿足于航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動(dòng)力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。從20世紀(jì)40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應(yīng)用。隨著鎂合金生產(chǎn)技術(shù)和性能的改進(jìn)，鎂合金在航空航天和領(lǐng)域上的應(yīng)用會(huì)有上升的趨勢(shì)。在航空航天方面用作飛機(jī)的起落架，艙門，連桿機(jī)構(gòu)，壁板，加強(qiáng)框，隔框，艙面，副翼蒙皮，戰(zhàn)術(shù)航空導(dǎo)彈艙段等，尤其是密度最小的Mg-Li合金，兼有強(qiáng)度，韌性和可塑性，倍受航空航天業(yè)的青睞。

航空航天工業(yè)、軍工領(lǐng)域、交通領(lǐng)域（包括汽車工業(yè)、飛機(jī)工業(yè)、摩托車工業(yè)、自行車工業(yè)等）、3C領(lǐng)域等。鎂合金的特點(diǎn)可滿足于航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動(dòng)力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。從20世紀(jì)40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應(yīng)用。

B-36重型轟炸機(jī)每架用4086kg鎂合金簿板；洛克希德F-80噴氣式殲擊機(jī)鎂板機(jī)翼，使結(jié)構(gòu)零件從47758個(gè)減少到16050個(gè)；“大力神”火箭使用了600kg的變形鎂合金；“季斯卡維列爾”衛(wèi)星中使用了675kg的變形鎂合金；直徑約1米的“維熱爾”火箭殼體是用鎂合金擠壓管材制造的。我國的殲擊機(jī)、轟炸機(jī)、直升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、民用機(jī)、機(jī)載雷達(dá)、地空導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂