有色金屬-鎂及鎂合金（航空材料）

鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一，我國是世界上著名的產鎂大國，鎂是重要的合金元素，世界上鎂的最大消費領域是作鋁合金添加元素。

鎂合金是實際應用中最輕的金屬結構材料，但與鋁合金和鈦合金相比，鎂合金的應用很有限，主要是鎂合金的耐蝕性較差；高溫強度、蠕變性能較低，限制了鎂合金在高溫（150～350℃）場合的應用。

一、純鎂特性1.密度為1.74g/cm3，熔點為651℃，壓鑄成型性能好。2.鎂屬密排六方晶格，故室溫和低溫塑性較低，當溫度提高到150～225℃時，塑性較好，能進行各種形式的熱變形加工。3.強度低，鑄態(tài)時σb≈115Mpa，冷變形狀態(tài)時σb≈200Mpa；鎂的化學活性很強，在空氣中容易氧化，特別是在高溫下，若氧化反應放出的熱量不能及時發(fā)散，則容易引起燃燒。1、純鎂中加入Al、Zn、Mn、Zr及稀土等元素，制成鎂合金。2、Mg-Mn系、Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系和Mg-RE-Zr系等合金系。3、分為變形鎂合金和鑄造鎂合金。變形鎂合金：MB＋順序號表示。鑄造鎂合金：ZM＋順序號表示。牌號抗拉強度（Mpa）伸長率％用途ZM12355飛機輪轂、支架等抗沖擊件ZM21852.5200℃以下工作的發(fā)動機零件等ZM31181.5高溫高壓下工作的發(fā)動機匣等ZM52255機艙隔框、增壓機匣等高載荷零件MB12108形狀簡單受力不大的耐蝕零件MB225020飛機蒙皮、壁板及耐蝕零件MB82607形狀復雜的鍛件和模鍛件MB153359室溫下承受大載荷的零件，如機翼等

1.比強度高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金、超高強度鋼相當。

2.減振性好,彈性模量小,剛度大,如可作飛機起落架輪轂材料。

3.塑性差,不宜作沖壓零件。

4.切削性很好。

5.抗腐蝕性差，防止電化學腐蝕。航空中用的較多的變形鎂合金是MB15，屬Mg-Zn-Zr系合金，MB15是可熱處理強化的高強度變形鎂合金。

該合金室溫強度高，室溫拉伸強度、屈服強度、塑性、韌性均優(yōu)于其它鎂合金，綜合性能好。具有良好的熱塑性變形能力（熱加工變形后在空氣中冷卻相當于淬火）、切削性、耐腐蝕性能，但焊接性能差。可用于制造150℃溫度下工作的受力構件，是生產和應用歷史較久的合金之一，是國內外廣泛用于宇航的結構材料。

ZM1屬Mg-Zn-Zr系，是鑄造合金中強度和屈服強度最高的一種合金，抗蝕性良好，鑄造工藝性能差。在ZM1基礎上加稀土之素(Re)得到ZM2、ZM8，鑄造性能提高了，但強度、塑性下降，適合鑄造170～200℃工作的發(fā)動機機匣，整流艙，電機殼體等。

ZM5屬Mg-Al-Zn系，含Al量較高,能熱處理強化(淬火+人工時效)。具有高的比強度、良好的鑄造性能，可以焊接。該合金應用廣泛，可用于制造飛機、發(fā)動機、儀表等承受較高的載荷的結構體或殼體等。

鎂合金作為目前密度最小的金屬結構材料之一，廣泛應用于航空航天工業(yè)。鎂合金的特點可滿足于航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動力學性能和明顯減輕結構重量。從20世紀40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應用。隨著鎂合金生產技術和性能的改進，鎂合金在航空航天和領域上的應用會有上升的趨勢。在航空航天方面用作飛機的起落架，艙門，連桿機構，壁板，加強框，隔框，艙面，副翼蒙皮，戰(zhàn)術航空導彈艙段等，尤其是密度最小的Mg-Li合金，兼有強度，韌性和可塑性，倍受航空航天業(yè)的青睞。

航空航天工業(yè)、軍工領域、交通領域（包括汽車工業(yè)、飛機工業(yè)、摩托車工業(yè)、自行車工業(yè)等）、3C領域等。鎂合金的特點可滿足于航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動力學性能和明顯減輕結構重量。從20世紀40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應用。

B-36重型轟炸機每架用4086kg鎂合金簿板；洛克希德F-80噴氣式殲擊機鎂板機翼，使結構零件從47758個減少到16050個；“大力神”火箭使用了600kg的變形鎂合金；“季斯卡維列爾”衛(wèi)星中使用了675kg的變形鎂合金；直徑約1米的“維熱爾”火箭殼體是用鎂合金擠壓管材制造的。我國的殲擊機、轟炸機、直升機、運輸機、民用機、機載雷達、地空導彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂