镁及镁合金性能

镁为元素周期表中第三周期11A族元素，银白色金属，纯镁的一些重要的物理性能见表1.1。

表1.1 纯镁的一些重要物理性能[1]

镁的室温塑性很差，纯镁单晶体和多晶体的强度和硬度很低。表1.2是纯镁的主要力学性能。

表1.2 纯镁的力学性能[3]

纯镁的机械性能低不能做结构材料使用。作为现代高性能结构材料，基于实际应用中不同的需求，既考虑不破坏金属镁本身密度小的优点，又要满足耐磨、耐蚀、阻燃等要求，通过合金化形成各种镁合金材料成为当前镁应用的主要方法[3]。镁合金的比强度和比刚度高，且具有良好的减震降噪性能、电磁屏蔽性能、机械加工性能和易于回收等优点。被广泛应用于汽车、航空工业中[4-5]。镁合金的突出性能特点如下[6-13]：

⑴镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料。纯镁的密度为1.74×103kg/ m3，普通镁合金的密度为(1.3~1.9)×103kg/m3，最轻的Mg-Li合金的密度仅为0.95×103kg/m3，可漂浮于水上。常规镁合金比铝合金轻30%～50%，比钢铁轻70%以上，应用在工程中可大大减轻结构件质量。

⑵镁合金具有高的比强度和比刚度。其比强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受较大的负荷。与工程塑料相比，虽然工程塑料尤其是纤维增强塑料的比强度最高，但其弹性模量很小，比刚度远小于镁合金。

⑶镁合金具有良好的铸造性和尺寸稳定性。镁与铁的反应性低，压铸时压铸模的熔损小，铸模的使用寿命长；镁在单位容量下的热焓低，其压铸速度比铝高，且镁铸件的铸造和加工尺寸精度高，可进行高速机械加工，生产效率高，成本低，适于汽车工业的大批量生产。

⑷镁合金具有金属中最小的弹性模量和良好的阻尼和吸震、减震性能。在弹性范围内，镁合金件受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一倍，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

⑸镁的焊接强度大，约为其自身强度95％，可用于制造复杂结构零件，且耐磨性也较好。

⑹镁合金具有良好的电磁干扰屏蔽性能。

⑺镁合金制件的回收成本较低，费用少。