1。1。3 镁合金分类
(1)按合金的成分对镁合金分类。镁合金按所含元素可分为含铝和不含铝两类。 因某些镁合金会加入锆用来细化晶粒。由此,又可以将镁合金分为含锆镁合金以及不 含锆镁合金两类
(2)按照成型工艺对镁合金分类。可以将镁合金分为铸造镁合金以及变形镁合 金,两者在力学性能和组织成分上有较大差异。铸造镁合金又可以分为普通铸造与压 力铸造,变形镁合金主要可以用来生产镁合金锻件,板材以及挤压件等,一般多用在 结构件上。经过材料成型工艺加工过的镁合金一般情况下要比同一种类型的铸造镁合 金有更好的综合力学性能,因此叫做变形镁合金。
1。1。4 镁合金的各方面应用
镁合金由于它的各种优越的力学性能,在航空,轨道交通,车辆,电子行业,生 物医疗等方面有广泛的应用。
(1)生物医用方面
生物材料主要指的是“用于医疗方面的能和人体组织接触且不产生较大排斥反 应,同时具有某些功能可以在一定程度上代替人体的活性组织”,生物材料的应用十 分广泛,主要有医用金属材料,高分子材料,无机非金属材料等。现在的生物骨骼材 料很多采用金属材料作为骨骼固定材料,这是由于金属材料塑性好,强度大,容易加 工成所需形状。但目前生物骨骼材料中使用较广的一些医用金属材料,比如医用不锈 钢,医用记忆合金等由于没有生物活性,需要对其进行表面改性处理,从而让其拥有 生物活性。但是这些金属在人体时间久了会使金属离子进入人体内部血液,组织,器 官中,从而危害人体健康,造成过敏,甚至诱发癌症。而且长期使用会使材料结构发 生疲劳改变,磨损等,造成多次手术增加费用与风险。而镁合金断裂韧度高,各种组 织性能与人体骨骼接近。同时镁是人体所必须的微量元素之一,可以促进骨骼的发育 生长,调节骨骼牙齿等的矿物质代谢,另外由于科技的进步发展,镁合金的表面处理 技术也越来越成熟,在一定的程度上克服了耐腐蚀性能差的缺点。与此同时,适当的 调节镁合金的耐腐蚀性还可以是镁合金作为良好的生物降解材料,这是由于镁合金化 学性能活泼,耐腐蚀差,在人体环境中可以控制其分速率,使其在人体中存在一定的 时间后可以自主分解,分解是产生的镁离子还可以促进骨骼的发育生长,所以镁合金 是一种理想的医用材料。
(2)航空航天方面 航空航天工具,如飞机,火箭等由于在高空飞行,需要克服较大的重力作用,而
且航空工具在高空所受的载荷也比较大,所以对材料的强度要求也非常的高。因此在 保证强度,塑形,使用性能不变的情况下应该尽可能的降低其重量。而由于镁合金具 有密度比较低,比强度和比刚度较大的优点,所以航空工具的很多零部件可以用镁合 金材料制作,如发动机的零部件,导弹舱体,飞机摇臂等,这样既可以减少飞机重量 增加安全性,也可以节约能源。
(3)汽车和轨道交通方面 汽车等地面交通工具本身的重量一般要占燃料消耗的一半以上,因此采用镁合金
做汽车等交通工具的方向盘,仪表盘,壳体,支架等可以很大程度上降低质量,提高 交通工具的装载能力,改善刹车和加速性能。而且由于镁合金的减震性能非常好,还 可以改善行驶过程中的振动,保证车辆安全[5],提高燃料的利用率,降低废气排放, 保护环境。目前镁合金铸件在汽车交通领域的生产应用已有一定程度的发展,比较成熟,踏板支架镁合金压铸件也开始批量生产。例如桑塔纳车型使用的镁合金变速器箱 体结构年用镁量超过了 2000 吨[6],其他的一些著名汽车公司,比如长安,一汽,东 风等也先后研发了许多车用镁合金零件,比如方向盘,脚踏板,增压器壳,变速器等。