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科普活动

21世纪的绿色工程材料——铝合金、镁合金

发布日期:2020-09-25

1、铝合金材料及其应用

铝是密度低、延性好的轻金属。纯铝可以直接作为材料应用于很多强度要求较低的领域,为了提高强度或综合性能,铝中加入一种或多种合金化元素,称为铝合金。铝中经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅、锰等,形成所谓的合金系列,与纯铝相比,铝合金的组织和性能发生改变,适宜采用压铸、挤压、轧制、锻造与拉拔等方法制成铸件、型材、板带箔材、锻件与线杆等。

铝是世界上产量最大的有色金属。铝及其合金广泛应用于建筑与结构、电力电子、交通运输等行业。此外,铝合金是制造航空航天飞行器机体、交通运输车辆、高速水面舰艇的基础材料,是高科技产业发展的重要战略物资(表1)。




2、镁合金材料及其应用

镁是迄今为止最轻的工程结构材料,作为地球上资源丰富、环保、分布广泛的金属,其应用潜力很大。人类进入21世纪后,镁及镁合金在金属材料家族中扮演了越来越重要的角色,镁已经成为继钢铁和铝之后最常用的金属材料之一。

镁合金的优点极其突出,具有质量轻、比强度高、比刚度高、阻尼减振性能好、切削性能好、易于回收等优点。镁合金与其它结构材料的性能比较见表1。然而与其它合金材料相比,镁合金也存在易氧化、易燃烧、耐蚀性较差,同其它金属材料接触时易产生电化学腐蚀,铸件的综合成本比铝合金高等缺点。因此,发挥镁合金的优点,克服镁合金的不足,扩大镁合金的应用,成为当今材料科学工作者研究的重要课题。

镁合金作为性能优良的轻质结构材料,在与钢铁、铝合金和工程塑料的共同发展中具有一定的竞争优势,被广泛用于航空航天、汽车、轨道交通、电动工具和休闲器械等领域。镁及镁合金还被应用于照明器制造、冶金、化学和电化学等方面(图2)。





(有色金属研究室  周楠/撰稿)