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1 变形镁合金的研究现状

    上世纪六十年代起，美国一家专门研究变形镁合金的权威公司——美国陶氏化工，对镁合金材料及镁合金的各种生产工艺开展了研发，得到了很多十分有利用价值的商业镁合金,其中包括Mg-Zn-Zr系的ZK60和Mg-Al-Zn系的AZ31C或AZ31B[3]。尤其是添加了钇（Y）元素的ZK60，它的断裂韧性、强度可以等效于时效状况下的7075铝合金或者7475铝合金，目前已经被广泛使用。二十世纪末期，日本制定并实行了所谓的研究先进镁合金的国家科技战略，重点研究新的镁合金型号以及处于世界前沿的的镁合金生产工艺，最终成功研制出IM Mg-Y系超高强度的变形镁合金以及镁合金冷成形的先进工艺。近期以色列又开发了一种用于航空航天飞行器上的变形镁合金，其力学性极其出色，而且具有极强的耐腐蚀性。工业强国英国则研制了一种新型的挤压镁合金并使用这种镁合金材料进行生产Magnox核反应堆燃料罐[4]。法国与俄罗斯则联手制造了鱼雷动力电池上所必需的变形镁合金阳极薄板[5]。87179

相比较而言，我们国家对变形镁合金的研发进展远没有跟上发达国家的脚步，至今仍在套用着外国的开发体系，镁合金的制备工艺也多为模仿，根本没有掌握核心工艺技术。在武器装备和航空航天等显露国家硬实力的领域所使用的镁合金材料严重依赖进口，对于性能优良的民用镁合金产品，老百姓更是可望而不可及。

    据相关统计资料显示，镁合金板材尤其是比较薄的板坯是变形镁合金产品中薄又小的电子元件。但是，不成熟的加工工艺导致前期制备成本较高，再加上板材在室温条件下成形性能有待改善等缺点，使得镁合金的应用陷入了瓶颈。通常认为，镁合金密排六方的晶体构造成为导致其低温塑性差的重要因素。这是因为绝大多数镁合金的晶格常数与最佳密堆值非常非常相近，在温度小于498K的条件下进行形变时，镁合金的塑性形变仅依靠着基面上的滑移以及锥面上的孪生，总共也只有5个滑移系[3]。而且镁合金板料在变形过程中会形成强烈的基面织构，使得板料在进一步形变时由于基面滑移系处在硬取向位置而导致滑移难以开动，从而致使板材的成形性能不断恶化。当然加工工艺也是限制变形镁合金板材进一步优化的重要因素。现阶段镁合金压铸工艺可以说已研究的极度透彻，但是对变形镁合金（尤其以板材方向）的探索依然处在空白期。镁合金轧制过程和工艺的研究还有待进一步发展，以此来解决板材加工过程中成品率较低、力学性能不够理想等问题。论文网

    为了改善变形镁合金板材抗蠕变性等诸多特性，目前制备过程里多采用加入少量合金元素的方法。以AZ31为例，其合金化元素有Al、Zn、Mn、Ni、Fe、Co等。Al作为主要合金元素,主要通过固溶强化形成沉淀析出相,以此来增加 AZ31镁合金的强度并减小合金的抗蠕变特性。而Zn元素则可以提高镁合金的抗蠕变性能，因此通过控制铝/锌比这一参数，可以得到符合我们需要的抗拉强度和伸长率。加入少量的Mn元素，能够增强镁合金的抗腐蚀能力。这是因为Mn可以与合金中的Fe反应生成熔渣被排掉，同时也提高了合金的电位。而且元素Mn能够起到细化晶粒的作用，故对增强合金的焊接成形性和耐热特性也有所帮助。而元素Ni、Fe、Co在镁及镁合金里的溶解度非常非常小，且都会降低镁合金的耐蚀性，因此必须严格控制它们的含量。

2 变形镁合金的应用现状

    这些年以来，由于高纯度镁合金冶炼气体保护手段及成形工艺的不断发展与完善，镁合金在各个领域开始被广泛应用。 (责任编辑：qin)