鎂合金被稱為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色環(huán)保材料,盛譽(yù)如此,其應(yīng)用價(jià)值可見(jiàn)一斑。總體來(lái)說(shuō),鎂合金的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
1.質(zhì)量輕,鎂合金的密度只有1.74g/cm3,比鋁合金輕36%,比鋼輕77%。采用鎂合金能夠極大的減輕車身自重,從而間接降低油耗。
2.鎂合金的比強(qiáng)度優(yōu)于鋼材和鋁合金,并且比剛度也與二者相同。所以鎂合金可以應(yīng)用于沖擊振動(dòng)載荷較大的場(chǎng)合。
3.鎂合金的鑄造性能和加工性能良好,壓鑄件的最小壁厚可達(dá)0.6 mm,而鋁合金的為1.2-1.5 mm,且易于后續(xù)機(jī)加工,尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異。
4.鎂合金的阻尼性能甚佳,減震效果比鋁合金和鋼材都要好,十分適合用來(lái)制造汽車座椅、輪轂,有助于提升汽車的安全性和舒適性。
鑒于鎂合金上述的優(yōu)良性能,其備受各大汽車生產(chǎn)商的青睞,從20世紀(jì)90年代開(kāi)始,歐美、日本、韓國(guó)的汽車商逐漸開(kāi)始把鎂合金用于許多汽車零件上。國(guó)外近幾年鎂合金在汽車上的應(yīng)用,以年均25%的速度快速增長(zhǎng)。長(zhǎng)春一汽集團(tuán)已形成了年產(chǎn)1500 t鎂合金壓鑄件的生產(chǎn)能力,長(zhǎng)安公司也于2004年啟動(dòng)“鎂合金在長(zhǎng)安汽車上的擴(kuò)大應(yīng)用” 專題項(xiàng)目。總體來(lái)說(shuō),車用鎂合金零件大概有下表中這些:
當(dāng)然,世上沒(méi)有十全十美的事物,由于鎂合金材料自身的種種特性,使得其在汽車工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用還存在著一些有待解決的技術(shù)性難題,主要有三大方面:
1.強(qiáng)度不是很高,不能作為車用結(jié)構(gòu)材料使用;
2.高溫使用條件下易產(chǎn)生蠕變,無(wú)法滿足殼體類零部件的密封要求;
3.耐腐蝕性能較低,無(wú)法滿足沿海氣候的使用條件。
以上問(wèn)題得不到解決,鎂合金就不可能在汽車工業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。而要解決上述三大問(wèn)題,就必須從鎂合金的成分、加工工藝等入手來(lái)改進(jìn),目前,針對(duì)鎂合金天生的短板,科研工作者初步提出了相應(yīng)的解決方案,它們分別是高強(qiáng)韌性鎂合金、耐熱鎂合金和耐腐蝕性鎂合金。
高強(qiáng)韌性鎂合金主要為 Mg-Al-Zn,此類合金具有較高的室溫強(qiáng)度和抗微孔疏松形成的性能,其中AL元素具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,合金內(nèi)的β-Mg17Al12相能起到釘扎晶界和抑制晶界轉(zhuǎn)動(dòng)的作用,導(dǎo)致合金屈服強(qiáng)度提高,多應(yīng)用于在轉(zhuǎn)向盤軸、凸輪軸以及支架類部件。
耐熱鎂合金主要以 Mg-Al 合金系牌號(hào)居多。近年來(lái)Mg-Zn 系和 Mg-RE 系耐熱鎂合金的研究也在不斷發(fā)展。Mg-Al 系合金主要是通過(guò)通過(guò)微合金化來(lái)改善其性能,一般通過(guò)改變 β-Mg17Al12相的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征或形成新的高熔點(diǎn)、 高穩(wěn)定性的第二相來(lái)提高其耐熱性。其耐熱性能與常用汽車傳動(dòng)部件材料 ADCl2 鋁合金相當(dāng),應(yīng)用在汽車閥門蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋和變速箱等等。
耐腐蝕性鎂合金主要是通過(guò)添加合金元素(如Ca、Sr及稀土元素)改變鎂合金中的相結(jié)構(gòu)和基體腐蝕電位, 從而提高鎂合金的耐腐蝕性。
雖然這幾種新型鎂合金尚未投入實(shí)際應(yīng)用,但我們有理由相信這只是時(shí)間問(wèn)題,畢竟,在車身輕量化進(jìn)程中,鎂合金是所有金屬材料中重量最輕的,實(shí)力不可小覷。在未來(lái)世界汽車工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中,勢(shì)必越來(lái)越會(huì)受到重視,限制鎂合金應(yīng)用的種種技術(shù)難題也必將漸漸被突破,一旦鎂合金的生產(chǎn)成本降下來(lái),其必將大規(guī)模現(xiàn)身于各種民用、軍用行業(yè)中。
責(zé)任編輯:王元
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