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1.2 镁及镁合金概述
镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料之一，镁在所有结构金属及合金材料中密度是最低的，与其他金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性好，电磁屏蔽能力强，良好的加工性能，尺寸稳定性，易回收无污染等优点，在航天航空、汽车、电子和国防工业等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。采用镁合金制作汽车零部件可以降低汽车重量，减少油耗量和行驶中的振动；采用镁合金制造手机、笔记本电脑等电子产品的外壳时，能显著增强产品的散热能力，并能有效地减轻对人体的电磁辐射。因此，镁合金有望成为未来新型的高性能结构材料。
1.2.1 镁及镁合金的主要特点
1.2.1.1 镁的主要特点
镁是元素周期表中的第二族化学元素，原子序数为12，原子量为24.305。镁的主要物理参数如表1.1所示。镁的特点是比重小，比热和膨胀系数较大，是实用金属材料中最轻的有色金属材料，它在常温下的密度为1.74g/cm3，比铁轻7／9，比铝轻1／3。
表1.1 镁的主要物理参数
密度（g/cm3） 熔点（℃） 膨胀系数（10-3/℃） 导热系数（K/(cm•s•℃)） 比热（J/kg•℃） 弹性模量（GPa）
1.74 651 26.1 145 101.7 44.6
镁具有密排优尔方结构，对称性低，镁及其合金在室温下只有1个滑移面(0001)，也称基面或密排面。滑移面上的3个密排方向[1120]、[2110]和[1210]与滑移面组成了3个滑移系，如图1.3所示，其塑性都比面心和体心立方晶体低，冷加工成形困难，塑性变形需要更多地依赖于孪晶来进行。高于498K时，镁呈现明显的延性转变，塑性大大提高，同时由于发生连续再结晶而造成的软化，也会使镁及镁合金具有较高的塑性，所以镁合金的压力加工通常在高温下进行，此时在角锥平面（1011）上产生滑移并抑制孪晶形成[19]。
图1.3 Hcp晶体的滑移系示意图[20]
主要滑移系包括：
1.2.1.2 镁合金的主要特点
纯镁由于性质不稳定，很少在工业上单独使用。通常以合金的形式来使用。镁合金与其它结构材料相比，有以下几个特点：
（1）镁合金最大的特点就是比重小，是目前最轻的结构材料之一，密度为1.736g/cm3，与塑料相近，是铝的2／3，铁的1／4。。
（2）镁合金具有良好的铸造性和尺寸稳定性。镁铸件的铸造和加工精度高，可以进行高速机械加工，生产效率高，成本低，废品率低，可以实现大批量、高效率的工业生产。
（3）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音，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。
（4）镁合金可回收利用，回收成本低，回收利用率高。对环境无任何影响，镁及其合金是一种环保型材料，对环境无污染，其废料回收利用率高达85％.
（5）镁合金具有优良的切割加工性能。镁合金在切削加工时的切削速度大大高于其它金属，且不需要磨削、抛光处理，不使用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。镁合金在高温下有较好的塑性，因此可用压力加工的方法可获得各种规格的棒材、管材、型材、锻材、模锻件和板材，以及冲压件等。
（6）镁合金具有良好的抗电磁干扰性和屏蔽性能，加上其优良的综合力学性能，镁合金已广泛用于手机、个人电脑、移动电话等电子产品上。
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