鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展

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1、本科生課程論文論文題目：鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展8/8鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展【摘要】：通過材料科學(xué)概論的學(xué)習(xí)和查閱許多學(xué)術(shù)論文，發(fā)現(xiàn)汽車工業(yè)對輕合金材料的有很大的需求，特別是鎂合金。文章介紹鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展和簡述《材料科學(xué)概論》的學(xué)習(xí)心得?！娟P(guān)鍵詞】：汽車，鎂合金，應(yīng)用，發(fā)展【正文】：21世紀(jì)，自然資源和環(huán)境已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的首要問題。鎂作為一種輕質(zhì)工程材料，潛力尚未充分挖掘出來；開發(fā)利用遠(yuǎn)不如鋼鐵、銅、鋁等成熟。今天，許多傳統(tǒng)金屬礦產(chǎn)趨于枯竭，加速升級開發(fā)鎂金屬是社會可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。當(dāng)前，汽車工業(yè)正面臨來自資

2、源，能源和環(huán)境等方面的壓力和制約，汽車領(lǐng)域的競爭也是越來越激烈，汽車輕量化以輕質(zhì)材料逐漸代替鋼鐵材料用于制造高性能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件已經(jīng)是必然趨勢。因此，以鎂合金這種輕質(zhì)，可再循環(huán)，鑄造能力好的材料成為汽車材料的首選。一、鎂合金的特點：鎂在地殼中含量高達(dá)2.1%，在地球上存在的元素中居第八位，作為工業(yè)用金屬，僅次于鋁，地殼中鋁占8.1%，鐵占5%。但是鎂的比重只有1.74g/m3.鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料，日益引人注目，這與它具有下列基本特性密切相關(guān)：①密度低，比強度高，比剛度高。這樣就可以用來減輕發(fā)動機和其他機器零件的重量。鎂的最突出特性是密度小，鎂的最

3、突出特性是比重輕，大約為1.74g/m3，是鋁合金的2/3，鐵的1/4，而在剛性相同條件下，鎂的重量僅為鋼的1/2。鎂主要用來制造各種輕合金。例如，鎂跟鋁、銅、錫、錳、鈦、鈹?shù)冉饘僭匦纬傻亩喾N合金(約含鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%)，密度只有1.74g/cm3左右，但硬度和強度都較大。這些特性表明了鎂在減輕重量方面的巨大潛力。②比鋁合金有較大的承受沖擊載荷能力，有可能利用鎂合金來制造受猛烈碰撞的零件。鎂合金還有絕佳的抗沖擊性，是塑料的20倍。8/8①低的熔化黏滯性和良好的填注成型特性。這一特性使鎂合金易于鑄成復(fù)雜、薄壁結(jié)構(gòu)，并把多個功能零件集成一件，以取代

4、以往常見的多鋼件焊接或裝配結(jié)構(gòu)，達(dá)到了減重、減少裝配工作、消除可能出現(xiàn)的尺寸誤差和減少運行噪音產(chǎn)生的目的。②鎂合金具有優(yōu)良的可切削加工性和可拋光性。鎂合金是所有常用金屬中最容易加工的材料而且不需要磨削和拋光，用切削液就可以達(dá)到十分光潔的表面。③可再生利用。鎂被譽為“21世紀(jì)綠色金屬結(jié)構(gòu)材料”有595-650℃的低熔化溫度、280-370KJ/Kg低熔融比熱，適于接受再生加工。可利用鑄造剩料、切屑和廢件重新熔化制作新零件。④儲量高，且可大規(guī)模生產(chǎn)。我國鎂資源蘊藏豐富，高品位鎂資源儲量居世界第一。青海鹽湖蘊藏著十分豐富的鎂資源，其中氯化鎂32億噸、硫酸

5、鎂16億噸世界上只有在青海柴達(dá)木盆地獨特的自然地理和氣候條件下，提鉀后的老鹵經(jīng)過簡單鹽田蒸發(fā)，可獲得高品質(zhì)的氯化鎂，具有很高的開發(fā)應(yīng)用價值。加上利于環(huán)保的再循環(huán)能力，以及高的壓鑄生產(chǎn)率，都為其適于大規(guī)模生產(chǎn)提供了條件。高的模鑄生產(chǎn)率，一般來說，其生產(chǎn)率比鋁高出40%-50%，最高時可達(dá)鋁的兩倍。二、鎂合金的分類鎂合金主要分為鑄造鎂合金和變形鎂合金。變形鎂合金適宜塑料成型，塑形變形中鎂合金仍保持純鎂的特性。變形鎂合金大多在熱狀態(tài)下進(jìn)行塑料成型，以軋制、擠壓、鍛造、拉拔等工藝方法制成板、棒、管、絲。鍛件等半成品。變形鎂合金按化學(xué)成分可分：①Mg-Mn系

6、列：主要用于制造飛機的壁板，外形復(fù)雜的模鍛件和汽油系統(tǒng)要求抗腐蝕性能高的零件。獲得近乎最終使用形狀和尺寸的毛坯。鑄造鎂合金按照使用特性可分為：一般鑄造鎂合金，高強度鑄造鎂合金和熱強度鑄造鎂合金。工業(yè)鑄造鎂合金廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)。由于其耐腐蝕性能差，因此鎂鑄件需要經(jīng)過防腐處理才能在大氣條件下長期使用。8/8三、鎂合金大部分以壓鑄件形式作為汽車零部件未來汽車的發(fā)展趨勢概括為“三化”，即輕量化、電子化和計算機信息化。所謂輕量化，是指采用高新技術(shù)開發(fā)的新材料，以減輕整個汽車的重量。能夠使汽車實現(xiàn)輕量化的新材料主要是指：用輕質(zhì)的有色金屬材料取代鋼、鐵、銅

7、等，如鋁合金和鎂合金。其中鋁合金已得到廣泛認(rèn)同和應(yīng)用，現(xiàn)在奧迪全鋁車身、寶馬全鋁底盤等都生產(chǎn)出來了。而鎂合金是近年來正在興起的新材料，這是由于鎂冶煉技術(shù)進(jìn)一步提高，鎂的價格逐漸下降了；鎂與鋁結(jié)合后表現(xiàn)出非常好的壓鑄性能和加工性能。一方面汽車要減輕自重，一方面汽車要折舊、報廢、回收，于是，鋁合金在汽車上的應(yīng)用，又帶來了鎂合金的應(yīng)用，有人預(yù)計，全世界對汽車鎂合金的需求量每年將遞增20%以上。汽車工業(yè)可能采用鎂壓鑄件的場合大致可分成兩大類：一類是以鎂取代原先以其它材料用作壓鑄件的領(lǐng)域；另一類是直至目前還在采用焊接鋼結(jié)構(gòu)或鋁板材料的場合。對于前者，最常見的

8、是以鎂壓鑄件替換鋅壓鑄件。雖然這兩種材料有同等的鑄造特性，但若全面衡量重量與成本因素，選用鎂顯然更加合理。例如，點火裝置外