鎂合金的性能及應用現狀

鎂合金是一種能夠滿足各種行業需求、發展前景可觀的輕質材料，與鋁和鋼相比，鎂合金材料具有以下特點:

(1)鎂合金作為一種輕質金屬結構材料，其密度僅為1700kg/m3，是鋁合金的2/3，鋼的1/4，因此結構件的輕量化，采用鎂合金較合適。

(2)鎂合金的比強度和比剛度都高于鋁合金和鋼，在不降低零部件強度的前提下，鎂合金零部件的質量比鋁合金或鋼的輕很多，而且鎂合金的剛度隨厚度的的增加呈立方比增加，用鎂合金制造剛性好的整體構件十分有利。

(3)鎂合金具有良好的抗沖擊性，是塑料的20倍;擁有優良的尺寸穩定性與良好的能量吸震性(在20MPa應力水平下鎂合金AZ91D的衰減系數為20%，而鋁合金A380只有1%)，是制造抗震零件的好材料，對于用作設備機殼減少噪音傳遞、提高防沖擊與防凹陷損壞十分有利。

(4)鎂合金的傳熱和熱膨脹系數較大，彈性模量在常用金屬中是最低的。

(5)鎂合金具有良好的可回收性能，使鎂合金比許多塑膠材料更具有吸引力。塑料類零件廢棄時不利于環境保護，鎂合金廢料回收利用率高達85%以上。這種可再生利用的特性能夠達到汽車節能、降低成本、可持續發展、減少排放、容易回收等目的。

(6)鎂合金是常用金屬中容易加工的材料，具有比鋁合金及鋼的切削阻力小、機械加工速度快、刀具使用壽命長等優點。

(7)鎂合金還具有良好的焊接性能，焊接接頭的強度約為其自身強度的95%，可以制造復雜結構零件。

鎂合金的應用

鎂合金由于具有優異的性能而成為備受關注的新型材料。

迄今為止，鎂合金在汽車行業、電子設備、航空航天、自行車及日常生活等方面都得到了廣泛的應用，具體如下:

(1)鎂合金產品廣泛應用于汽車始于20世紀90年代，目前，汽車工業中鎂合金用量較大的國家和地區主要有北美、日本、韓國和歐洲，其用量在1991年僅為24000t，到1997年增至64000t，年增長率達20%，預計2006年這些國家和地區的汽車工業對鎂合金的需求量將達20萬噸。東風汽車公司早在“七五”、“八五”期間就開展了鎂合金研究工作，“九五”期間與北京有色金屬研究總院合作，完成了國家科技攻關項目為“鎂合金在汽車上的應用研究”。德國大眾汽車公司1980年全年的“甲殼蟲”汽車用了大量鎂合金，達到批量生產汽車中鎂合金用量的最高紀錄。鎂合金消費量最大的福特汽車公司仍在繼續增加用鎂量來減輕汽車重量，在2001年使用了2.0萬噸。發展鎂合金的主要動力是汽車工業的發展需求，目前已經開發出60多種鎂合金零件，對推動鎂合金的進一步應用具有重要的意義。

(2)鎂合金在電子領域的應用具有很大的潛力，數字化技術的發展帶動各類數字化電子產品的不斷涌現。電子元器件越來越趨于高度集成化和小型化，便攜式電腦、數碼攝錄像機、數碼照相機、手機等材料也日益更新，而鎂合金正是這些電子產品的最佳外殼選擇。日本和中國臺灣在這一領域保持著領先地位，除生產筆記本電腦、MD隨身聽和數碼相機三大用鎂合金最多的產品外，還開發出投影機、CD播放機、電視機外殼、掌上電腦和音響等。隨著消費者對時尚的要求越來越高，在電子產品的外殼材料上鎂合金有逐漸取代ABS、PC等材料的趨勢。

(3)鎂及鎂合金從20世紀50年代起在航空工業中就已經被廣泛使用。在B236轟炸機上，共使用8600kg的鎂，其中1/2是用作結構材料。在GAR21型Falcon(空對空導彈)中的彈體是由0.040英寸(0.1016cm)的AZ32B2H24合金和AZ91B制成的。前蘇聯用火箭送上月球的第一架月球車就是采用鎂合金制造的。目前，將已經研究出的高溫鎂合金WE43、WE54應用在新型航空發動機齒輪箱和直升機的變速系統中，能在振動、沙塵、腐蝕、高溫等比較惡劣的環境中使用。可見鎂合金在航空航天工業中具有廣闊的應用前景。此外，鎂合金還應用在自行車、建筑裝飾等行業中，逐漸成為新的市場熱點。