鎂基
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2016-03-11
鎂基的實例教程
（2）Ｍg基非晶合金的挑戰(zhàn)
圖3:Mg基非晶合金、Mg合金復(fù)合材料與AZ31鎂合金應(yīng)力-應(yīng)變曲線比較
圖3為室溫下得到的單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由圖3可知，Mg基非晶合金和傳統(tǒng)Mg合金復(fù)合材料均比商用鎂合金具有更高的屈服強度和抗壓強度。
圖3中顯示商用AZ31鎂合金的抗壓強度約為350MPa，Mg合金復(fù)合材料的抗壓強度達到了1040MPa，約為商用鎂合金的3倍，并且表現(xiàn)出較大的塑性變形。而Mg基非晶合金的抗壓強度為848MPa，在壓縮過程中表現(xiàn)為線彈性。但是Mg基非晶合金在斷裂前沒有明顯的塑性形變階段，即Mg基非晶合金斷裂方式為脆性斷裂。這種脆性的存在嚴重限制了Mg基非晶合金在結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用。
目前，為了改善Mg基非晶合金的脆性，主要有以下3個方面的探索：(1)添加第二相提高Mg基非晶合金的塑性；(2)摻雜碳納米管或者陶瓷顆粒制備復(fù)合材料提高塑性；(3)退火處理產(chǎn)生納米晶提高塑性。
隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，人們逐漸可以對身體有殘疾或者病患的部位進行修復(fù)或者采用人工植入材料替代，而人骨的修復(fù)和替代一直是醫(yī)學(xué)界的研究熱點。
研究表明，人骨的彈性模量大約為10~30GPa，而現(xiàn)在所用的人工植入材料主要有鈦合金、鈷-鉻合金、不銹鋼以及人造羥基磷灰石，其中前3種材料的彈性模量都在110GPa以上，人造羥基磷灰石的彈性模量相對較低，但是也在70GPa以上，仍然比正常人骨高出許多，這就有可能導(dǎo)致植入后產(chǎn)生應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，對人骨產(chǎn)生二次傷害。
展開 采用納米壓入法測定了Mg86.43Pd7.69Ca5.88和Mg86.43Pd7.69Yb5.88合金的楊氏模量，分別為62.2GPa和63.7GPa，高于常規(guī)鎂基合金B(yǎng)MG。用納米壓痕法測量了這些合金的硬度值，發(fā)現(xiàn)硬度值分別為3.16GPa和2.79GPa，與顯微硬度結(jié)果基本一致。由于相對較高的溶質(zhì)含量，特別是較高的Pd溶質(zhì)，合金密度通常高于結(jié)晶鎂基合金，但低于典型的高溶質(zhì)鎂基BMG合金。本文發(fā)現(xiàn)了一系列新的富鎂(塊狀)金屬玻璃，這類金屬玻璃的研究對深入了解多簇結(jié)構(gòu)在富溶劑金屬玻璃形成中的作用、結(jié)構(gòu)對穩(wěn)定性的影響以及新準晶富鎂相的形成具有重要影響。
展開 【引言】
鎂基合金憑借其輕量化、高能效和環(huán)境友好的特點，有望在交通工具、3C產(chǎn)品和航空航天業(yè)乃至生物醫(yī)用材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，與金屬鋁或鈦表面形成的鈍化薄膜不同，暴露在空氣中的Mg表面形成的薄膜主要成分是可滲透且無防護性的MgO和Mg(OH)2。因此，鎂基合金的應(yīng)用由于其對腐蝕的高度敏感而受到限制。
【成果簡介】
盡管鎂基合金作為一種輕量化結(jié)構(gòu)材料具有節(jié)能的優(yōu)點，但其耐蝕性卻很差。一個主要原因就是鎂表面的原生氧化層不致密，在空氣中、特別是在潮濕的環(huán)境下，無法阻止基底被侵蝕。
近日，西安交通大學(xué)的單智偉教授課題組與中國石油大學(xué)的張立強教授、美國約翰霍普金斯大學(xué)的馬恩教授合作，在Nature Communications上發(fā)表了題為“Turning a native or corroded Mg alloy surface into an anti-corrosion coating in excited CO2”的文章。該工作中，作者發(fā)明了一種在簡單、綠色環(huán)保的方法，即在室溫下通過受激CO2與金屬鎂及其合金樣品表面原生氧化層反應(yīng)生長致密的碳酸鎂防護薄膜，來提高鎂合金的耐蝕性。此外，對于表面已經(jīng)被明顯腐蝕的樣品，腐蝕產(chǎn)物也可以被直接轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生新的保護性表面。力學(xué)測試顯示:與未經(jīng)處理的樣品比較，保護層可以明顯提高微納尺度金屬鎂的屈服強度，抑制不穩(wěn)定塑性變形，提高均勻變形能力。這種環(huán)境友好的表面處理方法可以有效保護鎂合金，包括表面已被腐蝕的鎂基合金材料。
【圖文簡介】
圖1：表示原始表面轉(zhuǎn)化為MgCO3保護層的示意圖。
展開 但是在研究過程中也暴露出了很多問題，這些問題制約著鎂合金增材制造工藝的進一步應(yīng)用與發(fā)展：
（1）基礎(chǔ)研究理論匱乏，由于缺乏鎂合金打印過程中的相關(guān)熱源能量輸入的調(diào)控模型，尤其是對SLM成形過程中過熱熔體在高能量激光輸入下反沖壓形成的飛濺難以進行模擬，以及對快冷過程中微觀組織演化的模擬研究與理論分析。對增材制造過程中殘余應(yīng)力以及加工缺陷的研究也多使用低成本且工藝更為成熟的鋼、鋁合金或鈦合金作為研究樣本，對鎂合金體系關(guān)注較少，導(dǎo)致現(xiàn)有研究難以在鎂合金增材制造的多功能集成優(yōu)化設(shè)計原理和方法上實現(xiàn)突破；
（2）受制于安全因素的影響，鎂合金增材制造經(jīng)驗依然相對匱乏，樣件內(nèi)部經(jīng)常存在一定的缺陷，如熱裂紋、氣孔等，目前僅能在成型后通過熱等靜壓的方式部分消除缺陷。鎂合金是熱敏材料，增材制造過程中材料往往存在強烈的物理、化學(xué)變化以及復(fù)雜的物理冶金過程，同時伴隨著復(fù)雜的形變過程，以上過程影響因素眾多，涉及材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝過程、后處理等諸多因素，這也使得合金增材制造過程的工藝—組織—性能關(guān)系往往難以準確把握，導(dǎo)致增材制造鎂合金的性能無法充分發(fā)揮。此外，由于鎂合金活潑，增材過程中易飛濺，易開裂的性質(zhì)，需要針對鎂合金開發(fā)專門的 SLM機器設(shè)備；
（3）目前尚無適用于增材制造的專用鎂合金原材料（絲材和粉材），現(xiàn)有產(chǎn)品多為現(xiàn)有的商用鑄造牌號鎂合金，無法充分利用增材制造工藝的高溫快冷特性，設(shè)計和開發(fā)適合增材制造加工的其他鎂合金成分體系尤為重要；
（4）對增材制造鎂基復(fù)合材料或鎂基成分梯度合金的關(guān)注度不足。由于增材制造工藝上的特殊性，可以通過不同的鋪粉倉或送絲器生產(chǎn)加工出成分梯度的零件或復(fù)合材料，這一設(shè)想已經(jīng)在鎳合金、鈦合金、高熵合金、鐵-鋁合金均嘗試成功。增材制造鎂基復(fù)合材料與鎂基梯度材料的成功開發(fā)必將更大程度上發(fā)揮鎂合金的減重優(yōu)勢，拓寬鎂合金的應(yīng)用場景。
展開 三 、宜安科技精密壓鑄件二期項目試產(chǎn)
宜安科技輕合金精密壓鑄件二期項目已建成試投產(chǎn)；云海年產(chǎn)1000萬只方向盤骨架及500萬只汽車精密鑄件、云海年產(chǎn)10萬噸鎂基輕合金新材料項目正在加快施工；竹田汽配年產(chǎn)3000萬件新能源汽車零部件項目完成所有鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)工程；寶鋼金屬大交通輕量化項目定制型材車間鋼結(jié)構(gòu)柱正在吊裝，汽車部件車間正在進行基礎(chǔ)施工。
四、關(guān)于中國鑄造協(xié)會標準工作委員會兩項團體標準制修訂的批復(fù)
關(guān)于中機生產(chǎn)力促進中心提出制定《鑄造工藝環(huán)境負荷物料清單規(guī)范》、《鑄造工藝資源環(huán)境負荷數(shù)據(jù)采集方法》兩項團體標準的申請，經(jīng)研究決定，委托你工作委員會組織以上標準的制修訂工作。
根據(jù)《中國鑄造協(xié)會標
準管理辦法》的相關(guān)規(guī)定，確定標準計劃號分別為：
T/CFA 2021011《鑄造工藝環(huán)境負荷物料清單規(guī)范》
T/CFA 2021012《鑄造工藝資源環(huán)境負荷數(shù)據(jù)采集方法》
五、聯(lián)誠實施精密零部件智能制造項目
山東聯(lián)誠精密制造股份有限公司近日表示，公司可轉(zhuǎn)債募集資金主要用于精密零部件智能制造項目、技術(shù)中心改擴建項目和補充流動資金。其中，精密零部件智能制造項目主要建設(shè)內(nèi)容為通過新增自動化、高精度的生產(chǎn)加工設(shè)備、檢測設(shè)備和環(huán)保設(shè)備，引入信息化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以及對部分清理打磨工序進行升級改造，實現(xiàn)公司精密零部件自動化、綠色生產(chǎn)能力和技術(shù)、管理水平的提升。
展開 
鎂基的最新內(nèi)容
增材制造鎂基復(fù)合材料與鎂基梯度材料的成功開發(fā)必將更大程度上發(fā)揮鎂合金的減重優(yōu)勢，拓寬鎂合金的應(yīng)用場景。
在過去的幾十年中各種鎂基BMG已被大量研究，Mg-Zn-Ca和含有貴金屬的BMG系列(如Mg-Pd-Ca/Yb)是現(xiàn)有研究的主要方向，其中Mg、Zn和Ca被認為是營養(yǎng)物質(zhì)，在規(guī)定的離子釋放速率內(nèi)，Yb被發(fā)現(xiàn)有利于增強鎂基骨髓基質(zhì)細胞的細胞活力，Pd被認為是可吸收鎂基合金中的生物相容性成分。然而，許多鎂基BMG有脆性失效的趨勢，這是由于它們的原子鍵合性質(zhì)和在室溫下的漸進結(jié)構(gòu)弛豫。
因此開展了大量的有關(guān)研究，其中尤以鈦基、鋯基、鐵基、鎂基、鈣基為主。
高熵合金是另一類具有研究前途的新型金屬材料，這是基于大塊非晶合金具有超高玻璃化形成能力的合金。高熵合金一般由5種以上的元素按照原子比或接近于等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵。五元合金相圖中，在中間位置存在固溶體相區(qū)。
鎂基二元固溶體的熱力學(xué)和電子特性。
(A) 體心立方Mg-Al/Li固溶體在不同溫度下的形成能量曲線。
(B，C，E) Mg65Al35和Mg65Li35固溶體分別在s帶、p帶和全帶上的角動量投影密度。
(D) Mg65Li35和Mg65Al35固溶體中Mg-溶質(zhì)、溶質(zhì)-溶質(zhì)以及Mg-Mg的<-COHP>平均值。
圖 4.
輕質(zhì)儲氫材料（如鎂基儲氫材料）兼具高的梯級儲氫密度和質(zhì)量儲氫 率，作為運氫裝置具有較大潛力。將低壓高密度固態(tài)儲罐僅作為隨車輸氫容器使用， 加熱介質(zhì)和裝置固定放置于充氫和用氫現(xiàn)場，可以同步實現(xiàn)氫的快速充裝及其高密度 高安全輸運，提高單車運氫量和輸氫安全性。
三 、宜安科技精密壓鑄件二期項目試產(chǎn)
宜安科技輕合金精密壓鑄件二期項目已建成試投產(chǎn)；云海年產(chǎn)1000萬只方向盤骨架及500萬只汽車精密鑄件、云海年產(chǎn)10萬噸鎂基輕合金新材料項目正在加快施工；竹田汽配年產(chǎn)3000萬件新能源汽車零部件項目完成所有鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)工程；寶鋼金屬大交通輕量化項目定制型材車間鋼結(jié)構(gòu)柱正在吊裝，汽車部件車間正在進行基礎(chǔ)施工。
在汽車行業(yè)，采用顆粒增強和短纖維增強的鋁基和鎂基復(fù)合材料，主要用在汽車制動盤、制動鼓、保持架、驅(qū)動軸和發(fā)動機零件上。鋁基復(fù)合材料也用于剎車輪上。鈦基復(fù)合材料主要作為制造渦輪發(fā)動機的材料，這種材料加工中最主要的問題是刀具磨損快，出口易碎裂。通常我們會采用PCD刀具進行加工。但對于部分材料中還有顆粒不均勻的材質(zhì)，需要避免使用焊接PCD刀具，避免刀具因突然的外力造成刀具崩裂。
來源：有色金屬材料與工程 2018年第39卷第4期 付振闖 李強 常春濤 劉芳 王新敏 潘登《鎂基非晶合金的研究進展》
【引言】
鎂基合金憑借其輕量化、高能效和環(huán)境友好的特點，有望在交通工具、3C產(chǎn)品和航空航天業(yè)乃至生物醫(yī)用材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，與金屬鋁或鈦表面形成的鈍化薄膜不同，暴露在空氣中的Mg表面形成的薄膜主要成分是可滲透且無防護性的MgO和Mg(OH)2。因此，鎂基合金的應(yīng)用由于其對腐蝕的高度敏感而受到限制。
目前氣焊用球鐵焊絲主要有加稀土鎂合金和釔基重稀土的兩種，由于釔的沸點高，抗球化衰退能力比鎂強，更有利于保證焊縫球化，故近年來應(yīng)用較多。
藥芯焊絲的選用
（1）藥芯焊絲的種類與特性
根據(jù)焊絲的結(jié)構(gòu)，藥芯焊絲可分為有縫焊絲和無縫焊絲兩種。無縫焊絲可以鍍銅，性能好、成本低、已成為今后發(fā)展的方向。
