镁合金主要合金元素有铝、锌、锰等非稀土元素和钆、钇、钕、铈等稀土元素。
以镁为基体,加入其他金属或非金属元素组成的合金。
镁合金主要合金元素有铝、锌、锰等非稀土元素和钆、钇、钕、铈等稀土元素。
镁合金密度比铝低,一般在1.8克/厘米3左右,是最轻的金属结构材料之一,具有很高的比强度和比刚度、较高的尺寸稳定性和阻尼减震性、良好的机械加工性能及易于回收利用等优点,在航空航天领域得到广泛应用。具体的应用领域包括各种民用、军用飞机的发动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构,以及火箭、导弹和卫星的一些零件。镁合金材料的制备加工方法主要有铸造和变形两种。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或者喷漆。
镁合金材料已经形成系列化,依据制备加工方法,主要有Mg-Al-Zn系、Mg-Mn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-RE系,以及超轻Mg-Li系镁合金。
包括铸造镁合金和变形镁合金。①铸造镁合金。中国牌号为ZM5和ZM10,对应美国牌号分别为AZ81A和AZ91C、AM100A。ZM5是航空领域应用最多的镁合金,可用于砂型、金属型及压力铸造,具有良好的流动性、可焊性,热裂倾向性低,但有较大的显微疏松倾向,铸造时必须采取相应措施。具有较高的抗拉强度、塑性和中等屈服强度,可作受力构件和一般用途零件的铸件,如飞机舱体隔框、机匣、壳体、轮毂、轮缘等。ZM10在ZM5的基础上增加了合金化元素含量,适用于制造飞机机匣、仪器等。②变形镁合金。中国牌号为MB2,对应美国牌号AZ31。室温下工艺塑性差,高温时塑性好,可加工成板材、棒材、型材和形状复杂的锻件、模锻件。
在航空上获得应用的只有变形镁合金,中国合金牌号为MB8,对应俄罗斯牌号MA8。具有较高的耐蚀性,没有应力腐蚀倾向,可用于飞机蒙皮和壁板,以及汽油和滑油系统的零件。
包括铸造镁合金和变形镁合金。①铸造镁合金。中国牌号为ZM1,对应美国牌号ZK51A。具有高的抗拉强度、屈服强度和良好的塑性,适用于制造飞机轮毂、轮缘、支架等。ZM7铸造镁合金是在ZM1合金基础上提高Zn含量,采用Ag微合金化研制而成的,在航空用铸造镁合金中具有最高的室温强度和塑性,适用于制造飞机起落架外筒、轮毂等。②变形镁合金。牌号为MB15,对应美国牌号ZK60A。该合金工艺塑性较低,品种仅限于挤压制品、锻件,室温抗拉强度、屈服强度较高,适用于制造飞机长桁、操纵系统零件、航空轮毂等。MB25镁合金是在MB15合金基础上添加钇(Y)元素,室温拉伸强度、屈服强度、高温瞬时强度均优于MB15,但未在航空领域获得应用。
包括铸造镁合金和变形镁合金。①铸造镁合金。中国牌号分别为ZM2(美国ZE41A)、ZM3(美国EK41A)、ZM4(美国EZ33A)及ZM6(美国AZ81A)。由于稀土元素作用,Mg-RE系铸造镁合金在200~250℃下保持较高的强度和良好的持久、抗蠕变性能,铸件具有较高的致密性和可焊性,热裂倾向低,无显微疏松倾向,适用于对气密性要求高的飞机零件。②变形镁合金。中国牌号为MB22。主要制成板材,高温屈服强度、高温瞬时强度和压缩屈服强度较高,但未在航空领域获得应用。
由于绝对强度低、耐热性能差等限制了其应用范围,主要应用部件有卫星等航天器上的设备外壳、计算机底板、防尘保护板、预埋件、支架等。