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1 绪论1

1.1 概述1

1.2 镁的发展历史与原镁的生产方法1

1.2.1 镁的发展历史1

1.2.2 原镁的生产方法3

1.3 镁及镁合金的特性与用途4

1.3.1 镁的基本特性4

1.3.2 镁合金的特点11

1.3.3 镁及镁合金的主要应用领域12

1.4 镁及镁合金材料的品种、规格、技术质量要求13

1.4.1 镁合金铸造材的品种、规格及技术质量要求13

1.4.2 镁合金加工材的品种、规格及技术质量要求14

1.5 镁及镁合金材料工业的发展现状与趋势14

1.5.1 全球镁工业的发展现状与趋势14

1.5.2 中国镁工业的发展现状与趋势17

参考文献23

2 镁合金的分类、牌号、状态、化学成分与性能25

2.1 工业纯镁25

2.1.1 工业纯镁的牌号和化学成分25

2.1.2 杂质元素对纯镁组织和性能的影响25

2.1.3 工业纯镁的性能26

2.1.4 工业纯镁的用途29

2.2 镁合金的冶金特性与合金化原理29

2.2.1 镁合金的物理冶金特性29

2.2.2 镁合金的晶粒细化机理33

2.2.3 镁合金的热处理34

2.2.4 镁合金中各种合金元素及它们之间的相互作用和影响34

2.3 镁合金的分类与基本特性37

2.3.1 镁合金的分类37

2.3.2 镁合金的基本特性38

2.4 镁合金的牌号和状态表示方法及化学成分40

2.4.1 ASTM命名法及镁合金的化学成分40

2.4.2 国际标准中镁合金牌号、状态的表示方法43

2.4.3 中国镁及镁合金牌号、状态命名系统及化学成分44

2.4.4 世界各国主要镁合金牌号状态与化学成分对照47

2.5 主要镁合金的相图、相结构与相组成56

2.5.1 Mg-Al系合金56

2.5.2 Mg-Zn系合金58

2.5.3 Mg-Mn系合金60

2.5.4 Mg-Zr系合金61

2.5.5 Mg-RE系合金62

2.5.6 Mg-Li系二元合金64

2.5.7 Mg-Th系二元合金66

2.5.8 Mg-Ag系二元合金68

2.5.9 其他二元合金及三元合金的相图选编69

2.6 镁合金的组织、性能、品种和用途71

2.6.1 概述71

2.6.2 铸造镁合金71

2.6.3 变形镁合金93

参考文献116

3 镁合金的熔炼与铸造120

3.1 概述120

3.2 变形镁合金的熔炼技术121

3.2.1 镁合金的熔炼方法121

3.2.2 镁合金熔体与气体的相互作用121

3.2.3 镁合金熔铸用主要工艺辅料和熔剂的选择124

3.2.4 变形镁合金的熔炼工艺128

3.2.5 镁合金的熔炼设备132

3.3 变形镁合金的铸造技术133

3.3.1 变形镁合金的铸造方法133

3.3.2 镁合金的铸造工艺134

3.3.3 镁合金的裂纹倾向性139

3.3.4 镁合金铸锭的偏析142

3.3.5 镁合金铸锭的缺陷和废品142

3.3.6 铸锭的机械加工143

3.3.7 镁合金熔铸时的安全问题144

3.4 铸造镁合金的成形技术144

3.4.1 铸造镁合金材料及部件的制备方法144

3.4.2 镁合金的熔炼与浇注技术144

3.4.3 镁合金的铸造成形159

参考文献180

4 镁合金塑性成形技术183

4.1 概述183

4.1.1 镁合金的塑性变形特性183

4.1.2 镁合金塑性成形方法184

4.2 镁合金的成形性及基本变形条件185

4.2.1 镁合金的整体可成形性185

4.2.2 镁合金二次成形时的可成形性185

4.2.3 镁合金的应力-应变特性186

4.3 镁合金的挤压成形技术200

4.3.1 挤压常用镁合金及挤压产品断面形状201

4.3.2 镁合金挤压成形的基本条件201

4.3.3 镁及镁合金的挤压工艺204

4.4 镁及镁合金轧制技术213

4.4.1 概述213

4.4.2 镁及镁合金厚板生产214

4.4.3 镁合金薄板生产223

4.4.4 轧辊的预热、冷却、润滑及轧辊辊型控制227

4.4.5 镁及镁合金板材的热处理、精整、矫直与包装229

4.4.6 镁及镁合金板材的力学性能232

4.4.7 镁及镁合金薄带铸轧工艺235

4.5 镁及镁合金的锻造成形236

4.5.1 镁及镁合金锻造的特点236

4.5.2 锻造成形用镁合金及其可锻性237

4.5.3 镁及镁合金锻造工艺特性238

4.5.4 锻造方法与设备239

4.5.5 工模具准备239

4.5.6 坯料准备240

4.5.7 镁及镁合金的锻压工艺240

4.5.8 锻件的切边与精整243

4.5.9 锻件的热处理243

4.5.10 镁及镁合金锻件的质量控制244

4.5.11 镁及镁合金锻造新工艺246

4.6 镁合金等温成形技术247

4.6.1 镁合金等温成形的特点247

4.6.2 镁合金等温成形用设备和模具247

4.6.3 镁合金等温成形工艺及应用举例248

4.7 镁合金的超塑性成形技术249

4.7.1 概述249

4.7.2 超塑性变形机理及变形模型249

4.7.3 镁合金超塑性条件250

4.7.4 细晶镁合金的制备和超塑性成形工艺251

参考文献251

5 镁合金材料的热处理与精整矫直254

5.1 镁合金的热处理254

5.1.1 镁合金的主要热处理类型254

5.1.2 工艺操作和工艺参数对镁合金材料热处理性能的影响259

5.1.3 热处理设备259

5.1.4 热处理质量的控制与检测260

5.1.5 镁合金材料热处理缺陷分析264

5.1.6 镁合金热处理安全技术265

5.2 镁合金材料的精整、矫直和包装266

5.2.1 镁及镁合金铸件的矫直与精整266

5.2.2 镁合金模锻件的矫直与精整266

5.2.3 镁及镁合金板材精整、矫直与包装交货268

5.2.4 镁及镁合金挤压产品的矫直、精整与包装271

参考文献274

6 镁合金材料的深加工及产品开发275

6.1 概述275

6.2 镁及镁合金板料的二次成形275

6.2.1 冷成形275

6.2.2 热成形276

6.3 镁及镁合金材料的连接技术289

6.3.1 概述289

6.3.2 镁及镁合金材料的焊接技术289

6.3.3 镁及镁合金材料的粘接技术304

6.3.4 镁合金材料的机械连接305

6.4 镁合金制品的机械加工309

6.4.1 概述309

6.4.2 镁合金材料的机械加工特性309

6.4.3 机加工刀具310

6.4.4 切削液311

6.4.5 车削与镗削312

6.4.6 刨削313

6.4.7 拉削314

6.4.8 钻孔314

6.4.9 铰孔316

6.4.10 平底锪钻316

6.4.11 攻丝和板牙套丝317

6.4.12 多工序机械加工317

6.4.13 铣削318

6.4.14 锯切319

6.4.15 磨削320

参考文献321

7 镁合金材料的腐蚀及表面处理324

7.1 概述324

7.2 镁及镁合金的腐蚀特征与耐蚀性324

7.2.1 镁合金的基本特性324

7.2.2 镁及镁合金腐蚀的主要类型327

7.2.3 镁及镁合金材料典型腐蚀失效形式及主要检测试验方法328

7.2.4 影响镁及镁合金耐蚀性的因素及提高耐蚀性的途径333

7.3 镁及镁合金材料的防腐措施338

7.3.1 电偶腐蚀的防护措施338

7.3.2 镁合金组合件的装配保护339

7.3.3 防止应力腐蚀开裂的措施342

7.4 镁及镁合金材料的表面处理342

7.4.1 概述342

7.4.2 表面清理和预处理344

7.4.3 镁及镁合金材料的化学氧化（转化膜）处理350

7.4.4 镁及镁合金材料的阳极氧化（电化学）处理技术355

7.4.5 镁及镁合金材料的微弧氧化处理技术363

7.4.6 镁及镁合金材料的电镀技术367

7.4.7 镁及镁合金材料含氟协合涂层373

7.4.8 镁及镁合金材料的化学沉积处理工艺375

7.4.9 表面热喷铝扩散处理工艺376

7.4.10 有机涂层工艺与颜料着色377

7.4.11 镁材表面耐蚀改性处理新技术382

7.4.12 变形镁合金加工材料的防腐与表面处理技术389

7.4.13 镁合金表面处理层性能检测方法393

7.4.14 镁及镁合金材料的涂油包装394

7.4.15 镁及镁合金材料表面处理过程中的卫生与安全395

参考文献395

8 镁合金新材料及制备新技术的研究开发398

8.1 概述398

8.1.1 镁合金材料基础研究现状398

8.1.2 镁合金材料生产装备的开发399

8.2 新型镁合金材料的研发399

8.2.1 高耐蚀性镁合金的研发399

8.2.2 耐热镁合金的研发400

8.2.3 阻燃镁合金的研制406

8.2.4 超轻Mg-Li合金新材料的研制406

8.2.5 稀土在镁及镁合金中的应用409

8.2.6 快速凝固镁合金410

8.2.7 镁基非晶合金411

8.2.8 镁基复合材料416

8.2.9 其他新型镁合金材料420

8.3 镁及镁合金材料制备新技术425

8.3.1 高纯镁精炼工艺的开发425

8.3.2 镁合金熔炼及保护新技术的开发427

8.3.3 镁合金铸造与压铸技术的发展方向428

8.3.4 镁合金加工技术的发展趋向430

8.3.5 镁及镁合金的半固态成形技术431

8.3.6 细晶镁合金的制备与镁合金的超塑性成形442

8.3.7 快速凝固／粉末冶金法制备变形镁合金技术450

8.3.8 喷射沉积法制备镁合金454

8.3.9 镁基复合材料的制备技术458

8.3.10 AZ31变形镁合金零件的等温锻压成形464

8.3.11 镁合金粉末挤压技术466

8.3.12 镁合金连续铸轧技术467

8.3.13 复合成形技术468

参考文献468

9 镁及镁合金材料的市场分析与应用开发473

9.1 镁及镁合金材料的消费结构与市场分析473

9.1.1 消费量与消费结构473

9.1.2 镁及镁合金应用市场趋势分析475

9.1.3 镁合金材料的消费与应用前景478

9.2 镁合金材料在交通运输业上的应用与开发478

9.2.1 镁材的轻量化效果478

9.2.2 镁材的生产成本及在交通运输业上竞争力的评估480

9.2.3 镁合金材料在汽车工业上的应用与开发482

9.2.4 镁合金材料在摩托车工业上的应用487

9.2.5 镁合金材料在自行车上的应用与开发489

9.3 镁合金材料在航空航天工业上的应用与开发491

9.3.1 概述491

9.3.2 航空航天工业常用镁合金材料的性能与用途491

9.3.3 主要航空航天器零部件的镁合金应用情况493

9.4 镁合金材料在常规武器上的应用与开发496

9.4.1 概述496

9.4.2 现代兵器零部件的镁合金化及发展趋势497

9.4.3 兵器工业用典型镁合金零部件举例498

9.5 镁合金材料在电子工业（家用电器和3C产品）上的应用与开发499

9.5.1 现代电子产品对材料提出的要求499

9.5.2 镁合金材料在现代电子产品上的应用情况501

9.6 镁合金材料在核工业上的应用与开发504

9.7 镁牺牲阳极产品的应用与开发504

9.8 镁及镁合金在其他领域的应用与开发505

9.8.1 在冶金工业上的应用505

9.8.2 在化学工业上的应用506

9.8.3 在烟火和照明中的应用506

9.8.4 其他应用506

9.9 使用镁合金材料制造零件时应注意的事项507

9.9.1 镁材的设计形状507

9.9.2 防火措施509

参考文献509

10 镁及镁合金废料回收与再生利用512

10.1 概述512

10.2 镁合金废料的产生512

10.3 废镁合金的分类512

10.4 镁合金废料的前期处理513

10.5 废镁合金的熔铸方法和生产过程513

10.5.1 熔剂熔炼法513

10.5.2 无熔剂熔炼法514

10.5.3 用废镁生产镁合金锭的工艺要点514

10.6 镁合金废料在熔炼中的质量控制515

10.6.1 降低合金中铁的含量515

10.6.2 非金属夹杂的降低或消除516

10.6.3 在生产过程中防止外来杂质元素进入镁合金熔体中517

10.6.4 高纯镁合金的成分控制518

10.6.5 镁熔液中的除气处理518

10.7 镁合金的检验方法519

10.7.1 化学成分的检验519

10.7.2 耐腐蚀程度的检验519

参考文献519

11 镁及镁合金材料的安全生产与防护520

11.1 概述520

11.2 镁合金发生燃烧的化学反应机理520

11.3 镁合金的安全生产条件与要求520

11.3.1 对管理工作的要求520

11.3.2 对安全生产条件的要求521

11.3.3 对操作人员的要求521

11.3.4 人身与设备安全操作规范521

11.3.5 镁合金压铸生产过程的要求522

11.3.6 镁合金压铸对设备的要求523

11.4 各生产工序的安全生产要求和防护措施523

11.4.1 镁合金熔炼过程中的安全与防护523

11.4.2 压铸工序的安全要求524

11.4.3 镁合金热处理安全技术524

11.4.4 镁合金材料机械加工时的危险及对策525

11.4.5 镁合金材料在研磨时的危险及对策526

11.4.6 打磨、抛光、烤漆工序的安全要求526

11.4.7 物资的安全存储管理要求526

11.5 消防安全措施526

参考文献527

附录 国内外镁及镁合金现行标准目录528

1 基础标准目录528

2 产品标准目录528

3 镁及镁合金分析检测方法标准目录529

4 其他辅助材料标准目录529

5 环保安全标准目录530