中国有色金属工业协会镁业分会
镁的性能

  镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,镁的比重是1.74g/cm3,只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4;镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。

  镁具有比强度、比刚度高,导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。

  镁合金的比强度高于铝合金和钢,略低于比强度最高的纤维增强塑料;比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料;耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380;减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。

· 镁物理性能
   除了比重低,镁还有很多其它的良好的物理特性,使之在汽车结构材料应用中,有时比铝和塑料更有应用价值。镁物理性能的主要优点是: 比铝高30倍的减振性能; 比塑料高200倍的导热性能; 其热膨胀性能只有塑料的1/2。

表1 镁物理性能的优点

物理性能

单位

AZ91

AM60

A380 DC

A356 T6

尼龙

ABS

Sp比重

g/cm3

1.81

1.79

2.74

2.69

1.4

1.05

7.8

传热系数

W/m0k

51

61

96

159

0.33

0.28

14

膨胀系数

μm/m0k

26

25.6

22

21.5

34.5

76.5

12

减振性能

%@35MPa

29

52

 

1.2

     

比热

J/L0k

1900

 

2640

2590

   

1200

熔化潜热

kJ/L

673

 

1066

       

凝固范围

0C

470-595

540-615

540-595

555-615

     

腐蚀失重
3天5% NaCL

Mg/cm/d

0.02

0.05

0.1

     

0.5

 
 
 
· 镁物理性能
   除了比重低,镁还有很多其它的良好的物理特性,使之在汽车结构材料应用中,有时比铝和塑料更有应用价值。镁物理性能的主要优点是: 比铝高30倍的减振性能; 比塑料高200倍的导热性能; 其热膨胀性能只有塑料的1/2。
表1 镁物理性能的优点

物理性能

单位

AZ91

AM60

A380 DC

A356 T6

尼龙

ABS

Sp比重

g/cm3

1.81

1.79

2.74

2.69

1.4

1.05

7.8

传热系数

W/m0k

51

61

96

159

0.33

0.28

14

膨胀系数

μm/m0k

26

25.6

22

21.5

34.5

76.5

12

减振性能

%@35MPa

29

52

 

1.2

     

比热

J/L0k

1900

 

2640

2590

   

1200

熔化潜热

kJ/L

673

 

1066

       

凝固范围

0C

470-595

540-615

540-595

555-615

     

腐蚀失重
3天5% NaCL

Mg/cm/d

0.02

0.05

0.1

     

0.5

 
 
 
· 镁机械性能的优、缺点
  和压铸铝合金相比,镁除了上述物理性能等优点,还具有较高的机械性能。镁的强度和刚度要明显好于塑料,延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。见下表2。

  镁的强度和硬度比钢低很多。它的拉断强度和疲劳强度也比铝低,见下表3。但是,它的性能重量比(性能/比重)要明显好于所比较的其它材料。从绝对值讲,钢的性能是所有汽车材料中最好的。但镁的屈服强度比是钢的二倍,模量比几乎相同。更有利的是,镁部件在设计和铸造时,可通过变化截面,布置加强筋和改善表面特性,来减轻材料性能低的不利因素,以保证镁部件的质量和耐用性。
表2 镁机械性能的优点

机械性能

单位

条件

AZ 91D

AM 60

AI A380压铸合金

AI A356T6

尼龙

ABS

拉断强度

MPa

Ambient

230

220

320

262

195

45

~330

屈服强度(拉伸)

MPa

Ambient

150

 

160

185

170

40

~200

屈服强度(收缩)

MPa

 

165

   

186

     

剪切强度

MPa

 

140

 

214

205

     

RB疲劳强度

MPa

5x108 cyc

82

60

145

90

     

0.1%蠕变强度

MPa

1250C

34

34

135

       

无缺口冲击强度

Joules

 

6

22

3.5

11

     

有缺口冲击强度

Joules

 

1.5

3.2

         

延伸率

$

 

3

8-15

4

5

8

17

30-50

弹性模量

GPa

Ambient

45

45

72

73

8.9

2.1

207

剪切模量

GPa

Ambient

14

 

27

28

   

83

布氏硬度

   

65

60

80

80

   

140

泊松比

   

0.35

0.35

0.33

     

0.30

表3 镁机械性能的缺点

机械性能

单位

条件

AZ 91D

AM 60

AI A380压铸合金

AI A356 T6

尼龙

ABS

拉断强度

MPa

Ambient

230

220

320

262

195

45

~330

屈服强度(拉伸)

MPa

Ambient

150

130

160

185

170

40

~200

屈服强度(收缩)

MPa

 

165

130

 

186

 

 

 

剪切强度

MPa

 

140

 

214

205

 

 

 

RB疲劳强度

MPa

5x108 cyc

82

60

145

90

 

 

 

0.1%蠕变强度

MPa

1250C

34

34

135

 

 

 

 

无缺口冲击强度

Joules

 

6

22

3.5

11

 

 

 

有缺口冲击强度

Joules

 

1.5

3.2

 

 

 

 

 

延伸率

$

 

3

8-15

4

5

8

17

30-50

弹性模量

GPa

Ambient

45

45

72

73

8.9

2.1

207

剪切模量

GPa

Ambient

14

 

27

28

 

 

83

布氏硬度

 

 

65

60

80

80

 

 

140

泊松比

 

 

0.35

0.35

0.33

 

 

 

0.30

 
 
 
· 镁加工性能的优、缺点

  镁有很好的加工性能,也就是说有很好的铸造性能。和其它材料比,它的制造成本很低,见表4,值得重视的是,尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些,但它单位体积的成品价格几乎是一样的。

  镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3,比热只有铝的3/4,并且有非常低的溶铁性。这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。如果再应用生产效率很高的 HOT RUNNER 技术(例如 THIXOMAT的最新成果),镁压铸部件的生产成本比铝还要低很多。

  当然和其它材料比,镁加工也具有一些增加成本的特性,论述如下,见表5

表4 镁加工性能的优点

序号

优点

1

溶化成本只有铝的2/3

2

压铸生产效率比铝高25%,金属模铸造比铝高300—500K,消失模铸造比铝高200%

3

镁铸件的表面质量和外观明显比铝好(因为模具的热载荷减小,可降低检查频率)

4

模具寿命是铝的2倍(或更多,根据模腔形状)

5

镁脱棋斜角可很小(可取消随后的机加工),而且表面成形好(因为镁的粘度低)

表5 镁加工性能的缺点

序号

优点

1

和铝金属模铸造相比,镁压铸生产有较高的残余废料率(和铝压铸废料产出率相比)

2

镁压铸或THIXOMOLD的生产设备投资很高。和铝重力/低压/硝模等工艺比,镁压铸机很贵(因为需要较高的锁模力和充型射料速度),当然它的生产率也是前者的4倍

3

镁压铸需要较高的试模成本和较长的试制时间,而钢制部件(制造采用简单的焊接技术按图加工)或塑料部件(可采用低成本原型工装)则简单得多

4

和铝低压或金属模铸造比,镁压铸需要较高的模具成本。因为压铸模大并复杂,还要承受高锁模力(当然高生产率也可降低单件产品的成本)

5

镁压铸和铝压铸相比,其烧损率要高50K,也就是4%比2%(因为镁的较高的表面活性)

6

镁压铸屑片的回收成本.比铝高,干燥的镁屑片不容易回收,潮湿的就更不容易了,必须非常小心,防止着火

 
 
 
· 镁合金与几种材料的性能比较

性能参数

比重g/cm3

抗拉强度Mpa

比强度

屈服强度Mpa

延伸率%

弹性模量Gpa

比刚度

导热系数w/mk

减震系数

AZ91D

1.81

250

138

160

7

45

25.86

54

50

A380

2.70

315

116

160

3

71

25.9

100

5

碳钢

7.86

517

80

400

22

200

24.3

42

15

ABS

1.03

96

93

 

60

   

0.9

 

 

  • 省委扫黑除恶专项斗争督导组反馈吉安督导情况 胡世忠作表态发言 2019-05-18
  • 华媒:揭秘德企业如何根据成绩挑选毕业生 2019-05-18
  • 把握区域经济发展的新特点(信息快递) 2019-05-12
  • 阳泉首次颁布地方实体性法规 两部法规将于7月1日起实施 2019-05-12
  • Map Out Your Life in Chongqing 2019-05-08
  • 王菲对牛仔裤的爱 应该是娱乐圈第一吧~ 2019-05-08
  • 柔性射频滤波器让手机“能屈能伸” 2019-05-04
  • 今年西安新登记市场主体突破200000户 2019-05-03
  • 候选案例:同心谷·赣商之家 2019-05-03
  • 藏品快报:如何评价和田玉籽料原石的当下与未来? 2019-04-21
  • 德媒:美国5人因吃受污染生菜死亡 污染原因尚未知 2019-04-21
  • 学生睡觉摔骨折 法院主动出击促调解 2019-04-13
  • 2017香港国际诗歌之夜即将启幕 各语种诗人香江论诗 2019-04-09
  • 听!春蝉大合唱:“想啊想啊” 2019-04-09
  • 河北居民新建住宅供热供气管网设施费用由开发商缴纳 2019-03-24
  • 237| 89| 585| 446| 137| 202| 171| 905| 350| 482|