內容簡介
本書從促進鎂合金可持續發展的角度出發,全面地介紹了鎂合金的基本性能和目前在各領域中的使用,包括鎂合金在汽車、機車、腳踏車、手動電動工具、3C產品等領域的使用情況以及在這些領域套用時的選材原則,重點分析了鎂合金在各種環境中的腐蝕性能、摩擦磨損性能以及腐蝕疲勞性能和相關的選材設計、結構設計和表面處理方法,探討影響鎂合金使用壽命的主要因素以及預防和控制措施,從而延長鎂合金材料的使用壽命,提高材料製成品的可靠性、安全性和耐久性。同時還從目前提倡的“再製造、再循環、再利用”的角度出發,總結了鎂合金的再製造方法和研究現狀,可以給讀者提供全方位的鎂合金防護與失效分析指導。
本書適合從事鎂合金加工、表面技術的科研、技術開發和零件製造的技術人員、管理人員閱讀參考。
目錄信息
第1章 鎂合金材料的基本性能
1.1 鎂材料簡介 1
1.2 純鎂的元素特性 2
1.2.1 鎂元素 2
1.2.2 原子核特性 3
1.2.3 晶體結構 3
1.2.4 質量特性 6
1.3 鎂及鎂合金的物理和化學性能 6
1.3.1 熱性能 6
1.3.2 熱力學性能 10
1.3.3 電學和磁學性質 11
1.3.4 光學和聲學性質 12
1.3.5 化學性能 12
1.4 鎂及鎂合金的力學性能和工藝性能 12
1.4.1 力學性能 12
1.4.2 工藝性能 14
參考文獻 15
第2章 鎂合金的分類及性能
2.1 鎂合金牌號與分類 16
2.1.1 鎂合金牌號 16
2.1.2 鎂合金的分類 20
2.2 鎂的合金強化與途徑 22
2.2.1 鎂的合金化 22
2.2.2 合金化強化 25
2.3 鑄造鎂合金組織和性能 27
2.3.1 Mg-Al 系合金組織 27
2.3.2 Mg-Zn 系合金 31
2.3.3 鑄造鎂合金的性能 32
2.4 變形鎂合金的組織和性能 34
2.4.1 變形鎂合金組織 35
2.4.2 變形鎂合金性能 36
2.5 新型鎂合金 38
2.5.1 快速凝固鎂合金 38
2.5.2 鎂基非晶合金 39
2.5.3 鎂基複合材料 41
2.6 鎂合金熱處理時效組織和性能 42
2.6.1 Mg-Al 系合金 43
2.6.2 Mg-Zn 系合金 44
2.6.3 Mg-Mn 系合金 44
2.6.4 Mg-RE 系合金 44
2.6.5 其他合金 45
2.7 冶金缺陷對鎂合金性能的影響 48
參考文獻 49
第3章 鎂合金的加工性及選用設計
3.1 概述 51
3.2 鎂合金鑄造加工 52
3.2.1 常規壓鑄 52
3.2.2 真空壓鑄 58
3.2.3 充氧壓鑄 59
3.2.4 擠壓鑄造 60
3.2.5 半固態鑄造 60
3.3 鎂合金的塑性變形 62
3.3.1 鎂合金擠壓成形 65
3.3.2 鎂合金鍛造成形 68
3.3.3 鎂合金等溫成形 75
3.3.4 鎂合金的超塑性 77
3.3.5 鎂合金板材的成形 80
3.3.6 鎂合金軋制技術 91
3.4 鎂合金的連線 94
3.4.1 鎂合金焊接特點與焊接性 95
3.4.2 鎂及鎂合金的焊接技術 98
3.4.3 鎂合金的焊補 107
3.4.4 鎂合金焊後熱處理 108
3.4.5 鎂合金的粘接 110
參考文獻 112
第4章 鎂合金在各行業中的選用及套用
4.1 鎂合金的選用 114
4.2 鎂合金在交通領域的套用 115
4.2.1 軌道交通 116
4.2.2 汽車行業 118
4.2.3 機車行業 125
4.2.4 腳踏車 129
4.2.5 輪椅 131
4.3 鎂合金在航空航天領域的套用 132
4.3.1 航空航天對材料的要求與鎂合金特點 132
4.3.2 航空常用鎂合金牌號及性能 133
4.3.3 鎂合金在航空領域套用實例 135
4.4 鎂合金在武器裝備中的套用 137
4.4.1 在武器中的套用 137
4.4.2 武器鎂合金零件的套用前景 138
4.5 鎂合金在3C 產品中的套用 139
4.6 鎂合金在能源領域的套用 141
4.6.1 電池套用 141
4.6.2 儲氫材料套用 142
4.7 生物醫用鎂合金器件及開發 143
4.7.1 心血管支架 143
4.7.2 骨固定器件 145
4.7.3 骨組織工程多孔支架 146
4.8 鎂合金在其他領域的套用 147
4.8.1 在LED 領域的套用 148
4.8.2 鎂合金犧牲陽極 148
4.8.3 鎂合金在其他部件的套用 151
參考文獻 151
第5章 鎂合金的環境適應性及選用設計
5.1 鎂的電化學特性及耐蝕性 155
5.1.1 鎂的電化學特性 155
5.1.2 鎂在室溫下的腐蝕熱力學和動力學 156
5.1.3 鎂的負差數效應 157
5.1.4 氧化鎂膜的結構及特點 158
5.1.5 鎂在室溫不同環境下的腐蝕 158
5.1.6 鎂在高溫下的氧化腐蝕 159
5.2 鎂合金構件在使用環境中的耐蝕性 160
5.2.1 大氣環境 160
5.2.2 海洋環境 162
5.2.3 土壤環境 164
5.2.4 太空環境 165
5.2.5 體液環境 165
5.3 鎂合金構件的主要腐蝕形式及控制 168
5.3.1 全面腐蝕 168
5.3.2 電偶腐蝕 169
5.3.3 腐蝕疲勞 172
5.3.4 應力腐蝕開裂 173
5.3.5 絲狀腐蝕 174
5.3.6 晶間腐蝕 175
5.3.7 點蝕和縫隙腐蝕 175
5.4 鎂合金構件的防腐蝕選材與結構設計 176
5.4.1 選材 176
5.4.2 結構設計 182
5.5 提高鎂合金耐蝕性的表面處理技術 183
5.5.1 表面預處理及清洗 183
5.5.2 化學轉化膜 184
5.5.3 陽極氧化 189
5.5.4 微弧氧化 193
5.5.5 矽烷化處理 200
5.5.6 鍍鎳 203
5.5.7 含氟協合塗層 205
5.5.8 噴漆塗裝 206
5.5.9 電泳塗裝 208
5.5.10 熱噴鋁擴散處理 209
5.5.11 其他表面處理 213
5.6 其他提高鎂合金耐蝕性能的途徑 215
5.6.1 陰極保護抑制陽極過程 215
5.6.2 降低鎂合金腐蝕的其他方法 215
參考文獻 216
第6章 鎂合金的耐磨性及選用設計
6.1 鎂合金的摩擦磨損行為 218
6.1.1 鎂合金的磨損失效形式 218
6.1.2 典型鎂合金的摩擦磨損行為 219
6.2 提高鎂合金耐磨性的表面強化技術 223
6.2.1 耐磨塗層材料的選用設計 223
6.2.2 鎂合金表面強化改性 224
6.2.3 鎂合金陽極氧化和微弧陽極氧化 226
參考文獻 227
第7章 鎂合金的再製造工程
7.1 鎂合金構件再製造工程特點 230
7.2 電刷鍍 231
7.2.1 電刷鍍基本原理和特點 231
7.2.2 電刷鍍材料的選擇 231
7.2.3 電刷鍍工序 232
7.2.4 電刷鍍修復零件的典型工藝 232
7.3 熱噴塗 233
7.3.1 熱噴塗的原理和特點 233
7.3.2 鎂合金熱噴塗材料的選擇 234
7.4 冷噴塗 234
7.4.1 冷噴塗的原理和特點 234
7.4.2 鎂合金冷噴塗的研究進展 235
7.5 雷射再製造技術 237
7.5.1 雷射熔覆 237
7.5.2 雷射表面合金化 238
7.5.3 雷射修復實例 240
參考文獻 241
第8章 鎂合金的再生循環套用
8.1 概述 242
8.2 工業化回收方式 243
8.2.1 爐前回收 244
8.2.2 廠內回收 244
8.2.3 廠外回收 244
8.2.4 賣給自由市場 244
8.3 壓鑄廢鎂合金的分類 244
8.4 鎂合金廢料的前期處理 245
8.5 廢鎂合金的再生方法 246
8.5.1 廢鎂合金熔劑熔煉法 247
8.5.2 廢鎂合金無熔劑熔煉法 247
8.6 廢鎂合金在熔煉中的質量控制 249
8.6.1 降低合金中鐵的含量 250
8.6.2 降低合金中非金屬雜質的含量 251
8.6.3 預防外來雜質 252
參考文獻 253
第9章 生物醫用鎂合金
9.1 生物醫用鎂合金的特點 254
9.2 生物鎂及鎂合金材料 256
9.2.1 純鎂 257
9.2.2 生物醫用鎂合金 257
9.3 生物醫用鎂合金加工技術 263
9.3.1 生物醫用鎂合金的熱塑性加工 263
9.3.2 生物醫用鎂合金的特種加工技術 265
9.3.3 亞快速凝固 270
9.3.4 超細晶鎂合金的腐蝕機理 271
9.4 生物醫用鎂合金的失效形式及表面改性 272
9.4.1 鈦氧膜塗層 273
9.4.2 鈣磷鹽塗層製備技術 274
9.4.3 複合塗層 275
9.4.4 功能梯度塗層 277
9.4.5 高分子生物活性塗層 278
9.5 生物醫用鎂合金及器件的發展趨勢和套用前景 279
參考文獻 281
