镁合金新材料是以镁为基体加入其它元素组成的合金,被誉为“21世纪绿色、具应用潜力的工程结构材料”,具有密度小、阻尼减震性好、比强度高、抗冲击性高、散热性好、电磁屏蔽性好、环保性、易回收等特性,是中国“十三五”规划中发展的新材料之一,广泛应用于汽车、轨道交通、、航空、3C、生物医疗、电动工具、纺织机械等行业领域。
Mg-Li系变形镁合金
A概述
目前,在轻合金材料中Mg-Li系合金是
轻的一种,其密度比一般工业镁合金小15%-
25%,比铍合金小25%-30%,比铝合金小50%,而比强度则比常用镁合金高,并且具有良好的冷、热变形能力。如果再加入适当的合金
元素,还可进一步提高合金的强度,是发展高强和超轻合金的一个重要合金系。当前,这种合
金的研制工作已引起国内外的普遍重视。
Mg-Li合金加入Al.Si.Mn、Zn、Cd等元素能提高强度和组织稳定性。美国的LA141合金(Mg-14Li-1.2Al-0.15Mn)就是加入少量Al和Mn的合金,可以焊接,经T7处理后,板材的ab=115 MPa,0o.2 = 95 MPa,延伸率 10%,可作装甲板和航天用结构件。该合金的密度只有1.35 g/cm",但比弹性模量(E/d)却很高,仅次于Be而占第二位。如加入0.5%Si,高温稳定性还能进一步提高。
前苏联研制的几种合金化程度更高,参见表2-209和表2-210所示。表中的Mg-Li合金除了加入较多的Al,还分别加入少量Zn、Mn、Sn.Cd.Ce等,以提高强度和组织稳定性。由表2-210可知,a和a+B型合金的强度与高强度变形镁合金MB3相当,B型合金的塑性虽高些,但强度比MB8镁合金低。
表2-209几种前苏联Mg-Li系合金的主要成分(质量分数)以及Mg-Li系合金与普通变形镁合金力学性能的比较
1)成形性能。在350~450℃温度范围内具有高的塑性,在400℃下反复短时间退火后,对强度影响不大,有利于零件的热成形。室温下零件需要校正时,局部区域变形不能施加冲击载荷,缓慢加载。
(2)焊接性能。合金可氩弧焊,焊接强度为基体材料的70%~80%。在一定的预热措施下可以补焊,也可以堆焊。
(3)热处理工艺。热轧板材不经热处理使用,通常以热轧状态供应。
(4)表面处理工艺。通常采用表面氧化处理后涂漆防护。
(5)切削加工及磨削性能。机械加工性能良好。