有色金屬及熱處理教學(xué)課件

Boys,BeAmbitious.有色金屬及熱處理第三章鎂及鎂合金第一節(jié)鎂及鎂合金的基本特征第二節(jié)鎂的合金化及熱處理原理第三節(jié)工業(yè)鎂合金第四節(jié)先進(jìn)鎂合金材料發(fā)展方向第五節(jié)我國(guó)鎂合金材料開發(fā)與研究情況第一節(jié)鎂及鎂合金的基本特征、概述資源豐富,僅次于鋁、Fe,地殼含量235%.我國(guó)資源豐富.鎂合金優(yōu)點(diǎn):密度小<Al,比強(qiáng)度和比剛度較高,減震性好、切削性能和拋光性能好,易鍛易加工鎂合金缺點(diǎn):潮濕大氣中耐蝕性差、缺口敏感性較大dolomite白云石Magnesite菱鎂礦Carnallite,鹵石二、鎂的發(fā)展過程·1775年:發(fā)現(xiàn)了鎂的化合物。1808年:英國(guó)戴維用鉀還原氧化鎂,制得鎂。1886年:德國(guó)將鎂應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。1909年:德國(guó)生產(chǎn)出鎂合金鑄件。1916年:美國(guó)道屋化學(xué)公司開始生產(chǎn)電解鎂。1927~1930年:德國(guó)生產(chǎn)的汽車平均每輛用73.8公斤鎂金·1936~1940年:德國(guó)大眾汽車(巴西)公司在“甲殼蟲”汽車上累計(jì)用了4萬噸鎂合金(曲軸箱、傳動(dòng)箱殼體)。二、鎂的發(fā)展過程1948~1962年:美國(guó)采用熱室壓鑄機(jī)生產(chǎn)了數(shù)百萬件汽車鎂壓鑄件。20世紀(jì)70年代:鎂合金材料價(jià)格上揚(yáng),應(yīng)用受阻?！?0世紀(jì)80年代:汽車輕量化,鎂壓鑄件應(yīng)用增加。20世紀(jì)90年代中期:原鎂產(chǎn)量大增,價(jià)格和鋁相近,壓鑄工藝技術(shù)設(shè)備完善,鎂應(yīng)用進(jìn)入成熟階段,發(fā)展速度空前。1991年:全球汽車用鎂壓鑄件2萬噸。2019年:全球汽車用鎂壓鑄件5.6萬噸。2000年:全球汽車用鎂壓鑄件近15萬噸,占全球鎂壓鑄件的80%。2019年:全球鎂壓鑄件比上年增長(zhǎng)8%。三、鎂的基本性質(zhì)·銀白色,密度174gcm3,熔點(diǎn)648.9℃,沸點(diǎn)1090℃晶體結(jié)構(gòu):密排六方結(jié)構(gòu),室溫下不易發(fā)生塑性變形素死態(tài)在周期原子比重熔點(diǎn)DalACS(Cu=100)24.31,7650鎂鋁仗鐵鎳銅鋅27.06604794516683.1265597.91530182858.991453186368910831007.1三、鎂的基本性質(zhì)·具有延展性,無磁性,且有良好的熱消散性熱導(dǎo)率:156W/(mK)低的強(qiáng)度、韌性、抗蝕性,易與氧作用而燃燒,限制了鎂的應(yīng)用.用Al、Zn、Mn、稀土等進(jìn)行合金化生產(chǎn)具有高比強(qiáng)度鎂合金純鎂物理及其冶金性質(zhì)化學(xué)活性高:潮濕大氣、海水、無機(jī)酸及其鹽類、有機(jī)酸、甲醇等介質(zhì)中劇烈的腐蝕。·干燥大氣、碳酸鹽、氟化物、鉻酸鹽、氫氧化鈉溶液、苯、四氯化碳、汽油、煤油及不含水和酸的潤(rùn)滑油中很穩(wěn)定室溫下,與大氣中氧作用,形成較脆的薄膜,耐蝕性很差室溫強(qiáng)度低、塑性差:純鎂單晶體臨界切應(yīng)力為4.8MPa左右,其多晶體的強(qiáng)度和硬度很低,不能直接用做結(jié)構(gòu)材料。加工狀態(tài)|o/MPa/MPaE/GP(%)W%)|HBs鑄態(tài)11.52.545830變形狀態(tài)20.09.045.52.536四、鎂合金的特點(diǎn)重量輕:鎂合金是最輕的工程結(jié)構(gòu)材料。鎂的密度174,約為鋼的14,鋁的2/3,為工程塑料的1.5倍比強(qiáng)度、比剛度高:鎂合金的比強(qiáng)度明顯高于鋁合金和鋼,比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng),而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工程塑料,為一般塑料的10倍.減振性好:相同載荷下,是鋁的100倍,鈦合金的30040500倍10磁屏蔽性佳世界鎂產(chǎn)量中國(guó)鎂產(chǎn)量年度四、鎂合金的特點(diǎn)彈性模量較低:受外力時(shí)應(yīng)力分布更均勻,避免過高的應(yīng)力集中切削加工性能與鑄造性能優(yōu)良散熱性好:熱傳導(dǎo)性略低于鋁合金