南京供应锻造镁合金镁合金铸件
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镁合金应该是工程应用中轻的结构金属材料,但目前它们在重要领域的实际利用并不令人满意。镁合金在室温下强度低,塑性差,直接限制了其大规模工业利用。实现商用镁合金的强度-延展性协同作用对于制造镁合金承重部件具有重要意义。近年来,可以使用严重的塑性变形(SPD)工艺来获得超细或细晶粒结构,从而提高金属的强度。Koch提到通过高压扭转(HPT)工艺和等通道角压(ECAP)工艺生产的超细晶粒尺寸金属实现了高强度。研究显示,在Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金经过6次多向锻造(MDF)后,平均晶粒尺寸从200 μm减小到5.1 μm,屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和失效伸长率(EF)显著增强。在SPD方法中,MDF工艺可以开发大尺寸钢坯,同时具有成本低,操作简单的优点。
镁合金锻造的主要特点在于其变形温度范围较为狭窄,通常为70℃左右。通常情况下,在进行锻造时需要使用更高的温度,一般要将空白材料尽可能加热到高温度,以扩大锻造温度的范围,这一过程一般在150℃以下完成。为了防止过热,加热均匀,需要在有强制空气循环的电炉中加热,以加速热量传递,使炉内温度分布均匀,从而控制模锻空白的加热温度。在±5℃范围内。另外,镁合金在低速情况下表现出非常高的热塑性。为了避免裂纹,好用液压机锻造,也可以用机械压力机和螺旋压力机锻造,但不建议用锤模锻造。
镁的弹性模量(刚度)均为45 吉帕(GPa)。相比之下,铝为69 GPa,钢为190-210GPa。许多部件的刚度有限,这是镁需要克服的一个重大障碍。低刚度材料需要更大的横截面才能达到相同的性能。这通常会导致成本增加和部件尺寸变大,从而使部件难以安装在车辆内的允许空间(称为封装空间)中。组件成功案例是刚度来自组件固有几何形状的设计,例如车轮或汽车中控台下方的U 形内部结构。
锻造镁合金轮毂市场拓展进展很大,改装市场已经初具规模,车市场也已经实现选配。在汽车上应用的中大型镁合金零部件有仪表盘支架、座椅支架、中控支架、显示屏支架等,目前中大型镁合金零部件在汽车领域的覆盖率还较低,随着越来越多有设计能力的公司介入,产品价格降到合理价位,在汽车领域的渗透率将大幅提升。
镁合金的密度较低,约为铝合金的2/3,钢铁的1/4,因此它是一种非常轻量化的材料,适用于那些对重量要求较高的应用。
它在轻量化的同时具有较高的强度,使得它在许多工程领域可以代替传统材料,提高结构的强度与稳定性。
它具有的导热性和导电性,适用于一些需要散热或导电性能的应用,电子设备或汽车零部件。
它具有较高的比强度,即单位质量下的强度较大,使其成为航空航天、汽车工业等领域轻量化设计的理想选择。
它不仅具有高强度,而且其刚度也较好,这使得它在一些对结构刚度要求较高的应用中表现出色。
它具有较高的强韧性,即在承受一定载荷的情况下不易发生断裂或变形,这使得它在高应力场合下表现出色。
由于镁合金的低密度特性,使用它可以大幅降低结构重量,进而减少能源消耗、提高运载能力,具有显著的节能环保效果。镁合金的加工性能良好,易于进行切削、钻孔和车削等加工操作,有利于制造复杂形状的零部件。
镁合金可以通过压铸、挤压、锻造等多种成型方法,实现复杂形状零部件的大规模生产。镁合金在高温下依然具有良好的塑性和抗变形性,有利于热加工和成形。
科学家和工程师通过添加合金元素或进行表面处理等方式,有效改善了镁合金的腐蚀性能,使其适用于更广泛的应用场景。
镁合金是一种环保材料,它可以与环境中的氧气和水进行反应,生成氧化镁和氢气,不会产生对环境有害的废弃物。镁合金具有很好的可回收性,对于节约资源和保护环境具有积极意义。
它作为轻量高强的未来材料之选,具有诸多优势,包括高强度与轻量化优势、良好的加工性能和成型性,以及其耐腐蚀性与环保特点。
这些优势使得镁合金在航空航天、汽车工业和医疗设备等领域拥有广泛的应用前景,同时也为材料科学领域的研究者带来了新的挑战和机遇。