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什么是镁铝合金?镁铝合金介绍

作者:程力专用汽车股份有限公司 浏览次数:3891 发布时间:2011-07-16 08:37:00

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什么是镁铝合金?镁铝合金介绍

镁铝合金简介
  镁是最轻的结构金属。几种常用结构金属的密度(g·cm-3)(20o)如下: 
   al mg ti fe cu
  2.70 1.74 4.51 7.87 8.96
  可见镁的密度约分为al,ti,fe,cu的64%,39%,22%,19%。
  由于镁的密度小,它的合金也以质轻著称。一般镁合金的密度在1.8g·cm-3以下,镁,锂合金的密度低于镁 1.6g·cm-3.某些超轻型镁.锂合金密度甚至低于1,比水还轻.镁得镁和金的低密度使其比性能提高.例如,20o时的弹性模量为45gpa,比铝(70gpa)和ti(120gpa)的低,但三者的比弹性模量相同(~26gpa).镁和镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景.
  镁的熔点为 651oc,沸点为1107oc.镁的蒸气压很高,627oc时为215215.95pa,727oc时为1037.1pa,因此镁铍极易挥发.镁原子最外层的两个电子很易失去,是很活泼的金属.常温下镁能与f、cl、br、i等元素作用生成相应化合物.加热时镁能与硫、氮作用生成mgs和mg3n2。在空气中镁会慢慢氧化,失去银白光泽而变黑.若温度提高至400oc以上,镁的氧化速度增快,超过500oc以后氧化速度更快,会着火燃烧,此时会生成氧化镁和少量氮化镁.镁燃烧时会发出非常强烈的光亮.镁的这一特点,颇受人们的青睐.早期就被利用于摄影照明,给人们留下美好的形象和记忆.战争时期,被用来制造照明弹,把战场和目标照明得如同白昼.又被用于制造燃烧弹,点燃战区的物资装备,杀伤对方有生力量.人们还利用镁的这一特点,将镁粉、铝粉和其它原料制成烟花.每当节庆的夜晚,随着阵阵悦耳响声,人们可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各种形色的烟花在夜空飞舞,多彩多姿,给人们带来极大的欢乐.顺便提一下,镁的这种”牺牲自我””乐于助人”精神处处可见.例如它仗着活泼的电化学性质做了牺牲自我的阳极,保护着其它的金属和设备.它又作为原电池阳极,耗尽了自己,照亮了他人.

  由于化学活泼性高,金属镁是耐腐蚀性能最差的金属之一.在酸性、中性和弱碱性溶液中它都会受到腐蚀而变成mg2 离子.各种类型大气均会对镁产生程度不同的腐蚀作用.在干燥的空气中,它的表面上形成一层暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮湿大气中,生成的产物组成大致为mgco3·3h2o mgso4·7h2o mg(oh)2.大气湿度增加,工为地区和海洋环境的大气中所含的二氧化硫和氯化物等物质,能加重镁的腐蚀.镁中氯化物杂质及铁杂质也会加速镁的腐蚀.因此,工业生产的镁锭必须镀膜钝化,涂油及以蜡纸包覆.

  镁是地壳中分布最广的元素之一,占地壳重量的2.77%,为第四个最丰富的金属元素(位于al、fe、ca)之后.在自然界中镁只能以化合物的形态存在.在已知的1500多种矿物中,含镁矿物的有200多种,主要为碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、氧化物.海洋及盐湖中的镁比陆地上更多,是镁的主要来源.海水中含有10多种元素,镁的含量排第三,位居na、k之后.海水中含镁0.13%每立方千米海水中有130万t镁,相当于世界镁年消耗量的4倍,盐湖水的镁浓度比海水更高.以东以色列、约旦之间的”死海”(实为另一内陆湖),受到千万干旱气候的造化,湖水极浓,含镁竟高达4%.仅此一处的镁,就能满足全世界2.2万年的需要.

  纯镁不适合做结构材料.作为结构材料应用的镁主要是镁合金和铝-镁合金.全世界约有千种铝合金牌号,若按化学成份归类的话,约为300多种.这300多种铝合金几乎都含有镁,其中以镁作为主要添加剂的铝-镁合金(镁含量最高为10.5%)约为40种.全世界各国镁合金品牌共有200多种,这些品牌按化学成份可归为30多种.共中变形镁合金黄色10多种,铸造镁合金20多种,铸造镁合金主要有以下3个体系.

  1) 镁-铝合金.这种合金自第一次世界大战被德国使用以来,成了最广泛使用的铸造镁合金的基础.大部份含有8%~9%的铝及少量的锌(使拉伸性能有某些提高)和锰(改善抗蚀性)

  2) 镁-铝-锌合金.镁-铝合金中加锌会产生一定的强化作用,其中高含锌量的合金具有很吸引人的压铸特性.如mg-8al-8zn,具有足够大的流动性.,可用于压铸件,而且流动性和抗蚀性超过传统铝-锌合金.

  3) 含锆镁合金.锆能细化晶粒,改善镁合金的拉伸性能,提高镁合金蠕变能力,以满足航空和航天工业的需要.属于这一系列的合金有镁-锌-锆合金,镁-稀土-锌-锆合金,以及镁-钍系为基和镁-银系为基的含zr合金.这种含稀土金属和或含钍的合金都可焊.钍也能改善铸造性能.银可以进一步提高拉伸性能.

  镁是立方晶格的金属,可以承受的形变量有限(特别是在低温下).其变形材料主要在300~500oc温度范围内通过挤压、;轧制和压力锻造进行生产.变形合金可以按照它们是否含锆而分成两类.按照变形产品种类可分为三类:1薄板和厚板轧制金.如az31(mg-al-z系),zm21(mg-zn-mn系)和ze10(mg-zn-re系),这三种合金都可焊,后两种强度较低.la141a(mg-li-al)等也属这一类,前面已作详细介绍.属于这一类的还有含钍的hk31(mg-th-zr系)以及随后研制的hm21(mg-th-mn等),它们的高温强度更高.2挤压合金.这类合金含铝量大多在1%~8%之间.

  镁合金都具有密度小的特点,特别是某些镁-锂合金(见前),密度甚至低于1。美英俄等国正在研制含钇镁合金。一种mg-8.5y-1.25zn-0.5zr合金,其密度小于1.9g·cm-3 ,抗拉强密度420mpa, 0.2%屈服强度360mpa,比现有任何一种变形镁合金的都高,同高强度铝合金强度相当。

  镁铝合金又名铝镁合金,分子式:mg4al3分子量:178.22颜色为灰褐色,比重约为2.15g/cm3,熔点463℃,燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用,也可作为白光剂和照明剂。

  镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成。长期以来关于镁铝合金的结构有两种说法。一种说法是镁铝合金是简单物理混合;另一种说法是镁铝合金内部改变了晶体结构,不是简单的物理混合。

  镁锭和铝锭在高于1150k时,部分铝与空气中的氧气反应,生成a-al2o3,氧化铝的此种晶体化学性质呈惰性,起着屏障、隔离作用。低于1150k时,生在b-al2o3而这种晶体与酸反应,保护不了内部的镁铝合金。

  标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的质量有很大的影响。但是现在生产镁铝合金的企业多为私营企业,近几年来铝锭比镁锭贵,受利益的驱动,大多未按国标生产。现在镁铝合金粉中铝的含量普遍低于50%,有的铝含量低到了40%。镁含量的增加使得镁铝合金的性质接近镁粉的性质,使得烟火药的撞击感度、摩擦感度增加,烟火剂更加敏感,从而增加隐患。我们可能以用下面的化学机理来检验镁铝合金中铝的含量。

  1、盐酸与镁铝合金的反应

  mg 2hcl=mgcl2 h2↑

  2al 6hcl=2alcl3 3h2↑

  2、混合溶液与氢氧化钠溶液反应(混合溶液中滴几滴石蕊或酚酞试剂作指示剂,以避免氢氧化钠过量)

  mgcl2 2naoh=2nacl mg(oh)2↓

  alcl3 3naoh=3nacl al(oh)3↓

  3、过滤、烘干、称重,重量为g1克

  4、氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应

  al(oh)3 naoh=naalo2 2h2o

  5、未反应的为氢氧化镁。过滤、烘干、称重,重量为g2克

  镁铝合金的中铝的含量 al%=(g1-g2)/g×34.62%

  gb150-85规定了镁铝合金中铝的含量的范围为47-53%,铝含量低于这个范围镁铝合金容易引起质量事故和安全事故,应慎用。

    湖北程力专用汽车有限公司研发的5083系镁铝合金半挂油罐车,铝合金半挂化工车,前四后八铝合金化工液体运输车,其中45立方容积,自重7.8吨,相比普通钢罐,不锈钢罐自重减少4.5吨,每年可节约费用20万元左右,随着国内对超限运输打击力度的加大,铝合金化工车也成为危险品运输行业的首选车型.镁铝合金罐车售车热线:0722-3817899。

                           湖北程力专用汽车有限公司销售部

                                    2011-07-16



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