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第1章 镁及镁合金物理冶金基础 1

1.1 镁的晶体结构和物理冶金特性 1

1.2 纯镁的性能 9

1.2.1 纯镁的力学性能 10

1.2.2 工艺性能 11

1.3 镁的合金化 12

1.3.1 合金元素的作用 12

1.3.2 镁的合金化小结 15

1.4 镁合金的强化途径 15

1.4.1 固溶强化 15

1.4.2 沉淀（析出）强化 16

1.4.3 弥散强化 16

1.4.4 细晶强化 17

1.4.5 形变强化 17

1.4.6 复合强化 18

1.5 镁合金的分类 19

1.5.1 镁合金的牌号 19

1.5.2 镁合金的分类 22

1.6 镁合金性能的基本特征 24

1.7 镁合金的发展前景 25

参考文献 26

第2章 镁合金的熔炼与净化 28

2.1 镁及镁合金的化学反应 28

2.1.1 镁与氧的化学反应 28

2.1.2 镁与氢的化学作用 29

2.1.3 镁与水蒸气的反应 29

2.1.4 镁与氮的作用 30

2.1.5 镁与CO2、CO间的反应 30

2.1.6 镁与硫及SO2的反应 30

2.1.7 镁液与某些化合物间的反应 31

2.1.8 镁与碳氢化合物的作用 31

2.1.9 氯气与镁及其合金组元的作用 31

2.1.10 镁与盐熔剂的作用 32

2.2 镁合金熔炼保护 32

2.2.1 熔剂保护熔炼 32

2.2.2 SF6气体保护熔炼 35

2.2.3 其他气体保护熔炼 39

2.3 镁合金中的夹杂物及检测方法 41

2.3.1 镁合金中的夹杂物及来源 41

2.3.2 镁合金夹杂物检测方法 41

2.4 镁合金熔剂净化 47

2.4.1 镁合金除夹杂物熔剂 47

2.4.2 镁合金除铁 53

2.4.3 镁合金除硅 59

2.5 镁熔体吹气净化 60

2.5.1 镁熔体除气方法 60

2.5.2 镁熔体吹气净化实践 63

2.6 镁合金泡沫陶瓷过滤净化 65

2.6.1 泡沫陶瓷过滤器性能要求及检测 66

2.6.2 泡沫陶瓷过滤机理 67

2.6.3 泡沫陶瓷过滤实践 67

2.7 镁合金废旧料回收利用 70

2.7.1 镁合金废旧料回收技术 70

2.7.2 真空升华提纯 77

参考文献 79

第3章 高强度镁合金 84

3.1 Mg-Al系 84

3.1.1 Mg-Al系合金微观强化机制的认识 85

3.1.2 现有Mg-Al合金的多元微合金化 86

3.1.3 Mg-Al系合金的复合工艺强化 91

3.2 Mg-Zn系 94

3.2.1 Mg-5Zn-2Al-RE合金 94

3.2.2 Mg-5Zn-1RE-Zr（ZE61K）合金 98

3.3 Mg-RE系 100

3.3.1 Mg-Nd-Zn-Zr-X（NZK）合金 100

3.3.2 Mg-Gd-Y-Zr-Ca（GWK）合金 104

3.3.3 其他Mg-RE-RE合金 111

3.4 总结与展望 116

参考文献 117

第4章 耐热镁合金 119

4.1 镁合金高温蠕变变形及断裂机理 119

4.1.1 微观机制 119

4.1.2 组织演化 121

4.1.3 力学模型 122

4.1.4 提高Mg-Al系镁合金高温蠕变性能的途径 123

4.2 稀土耐热镁合金 124

4.2.1 稀土耐热镁合金的种类 125

4.2.2 各国稀土耐热镁合金的对比 128

4.2.3 稀土元素提高镁合金高温强度的机理 131

4.2.4 稀土镁合金发展趋势 132

4.3 含钙耐热镁合金 133

4.3.1 几种常用的含钙镁合金 133

4.3.2 含钙耐热镁合金的蠕变机制研究 137

4.4 含硅耐热镁合金 144

4.5 其他耐热镁合金 147

4.5.1 含锶耐热镁合金 148

4.5.2 含Sb、Bi和Sn的耐热镁合金 148

4.5.3 Mg-Zn-Al耐热镁合金 148

4.5.4 Mg-Zn-Cu耐热镁合金 149

4.5.5 Mg-Th系 149

参考文献 149

第5章 阻燃镁合金 152

5.1 金属氧化 152

5.1.1 液态金属和合金的结构 152

5.1.2 金属氧化过程 153

5.1.3 金属氧化热力学 155

5.1.4 金属氧化动力学 156

5.2 镁的高温氧化 158

5.2.1 镁高温氧化反应 158

5.2.2 合金元素对氧化膜的影响 160

5.3 阻燃镁合金 161

5.3.1 合金化提高镁合金的阻燃性能 161

5.3.2 阻燃镁合金氧化热力学 167

5.3.3 阻燃镁合金的氧化动力学 171

5.3.4 稀土元素的阻燃机理 173

5.4 阻燃镁合金研究存在的问题、应用及发展趋势 174

5.4.1 阻燃镁合金目前存在的问题 174

5.4.2 阻燃镁合金的应用 175

5.4.3 阻燃镁合金的发展趋势 176

参考文献 176

第6章 阻尼镁合金 179

6.1 纯镁及其合金的阻尼性能和阻尼机制 179

6.1.1 纯镁及其合金的阻尼性能 179

6.1.2 纯镁及其合金的阻尼机制 179

6.2 镁基合金阻尼性能的影响因素 181

6.2.1 测试条件 181

6.2.2 晶粒尺寸 182

6.2.3 晶粒取向 182

6.2.4 冷加工形变量 183

6.2.5 热处理 184

6.3 合金元素对纯镁的阻尼性能的影响 184

6.4 常用镁基阻尼合金 185

6.4.1 Mg-Zr系阻尼合金 185

6.4.2 Mg-Ni系阻尼合金 186

6.4.3 Mg-Cu-Mn系阻尼合金 188

6.5 总结与展望 189

参考文献 190

第7章 非平衡凝固新型高性能镁合金 191

7.1 快速凝固／粉末冶金制备超高强度镁合金 191

7.1.1 快速凝固镁合金微观组织特点 191

7.1.2 快速凝固镁合金的性能 192

7.1.3 超高强度镁合金的研究展望 193

7.2 镁基非晶合金的理论、制备及其性能 193

7.2.1 非晶形成的理论基础简介 193

7.2.2 大块非晶成分设计的经验三原则及其机制 195

7.2.3 镁基大块非晶的制备 197

7.2.4 镁基非晶结构稳定性 201

7.2.5 镁基非晶复合材料 206

7.3 准晶强化镁合金 210

7.3.1 Mg-Zn-Al（-Y）系合金 210

7.3.2 Mg-Zn-RE系合金 212

7.3.3 小结 215

参考文献 215

第8章 镁合金的液态成形 219

8.1 镁合金压铸 219

8.1.1 压铸镁合金的特点 219

8.1.2 压铸产品的设计 221

8.1.3 压铸模设计模型 222

8.1.4 压铸过程数值模拟 223

8.1.5 压铸缺陷分析 226

8.2 镁合金低压铸造 227

8.3 镁合金挤压铸造 229

8.4 镁合金重力铸造 230

8.4.1 熔模铸造 230

8.4.2 砂型铸造 231

8.5 镁合金消失模铸造 233

8.5.1 镁合金消失模铸造的流动性 233

8.5.2 镁合金消失模铸造的充型机制 238

8.5.3 镁合金消失模铸造传热特性的研究 241

8.5.4 消失模铸造镁合金组织性能的改善途径 249

8.5.5 镁合金消失模铸造技术的发展趋势 250

8.6 镁合金半固态铸造 250

8.6.1 半固态成形坯料的制备方法 251

8.6.2 触变成形 252

8.6.3 镁合金半固态成形工艺的应用现状和发展前景 253

参考文献 254

第9章 镁合金的固态成形 255

9.1 镁合金塑性成形基础 255

9.1.1 镁合金塑性变形机理 255

9.1.2 镁合金的动态再结晶 256

9.2 常用变形镁合金 257

9.2.1 Mg-Al系合金 259

9.2.2 Mg-Mn系合金 259

9.2.3 Mg-Zn-Zr系合金 259

9.2.4 Mg-Th系合金 260

9.2.5 Mg-RE系合金 260

9.3 镁合金塑性成形的特点 260

9.4 镁合金固态成形方法 262

9.4.1 挤压加工 262

9.4.2 镁合金的锻造 269

9.4.3 镁合金的轧制 271

参考文献 276

第10章 镁合金的焊接 279

10.1 镁及镁合金的焊接性 279

10.1.1 氧化与蒸发 279

10.1.2 过热晶粒粗大 279

10.1.3 热裂纹倾向大 279

10.1.4 气孔 280

10.1.5 热应力问题 280

10.2 镁及镁合金的焊接工艺 282

10.2.1 焊接方法及焊接材料的选择 282

10.2.2 镁合金焊件焊前准备 284

10.3 镁及镁合金的氩弧焊 288

10.3.1 TIG焊接 289

10.3.2 镁合金的A-TIG焊接 291

10.3.3 熔化极氩弧焊（MIG） 292

10.3.4 脉冲氩弧焊 294

10.4 镁及镁合金的电阻点焊 295

10.5 镁及镁合金的其他焊接方法 297

10.5.1 电子束焊接 297

10.5.2 镁合金的螺柱电弧焊 299

10.5.3 硬钎焊 299

10.5.4 软钎焊 301

10.5.5 镁合金气焊 302

10.5.6 镁合金的激光焊接 304

10.5.7 镁合金激光-电弧复合焊接 307

10.5.8 镁合金的搅拌摩擦焊接 308

10.6 镁及镁合金焊接缺陷及其防止 310

10.6.1 焊接裂纹 310

10.6.2 气孔 311

10.6.3 夹渣 311

10.6.4 未焊透 311

10.6.5 过烧 312

参考文献 312

第11章 镁合金腐蚀与防护 315

11.1 镁及其合金的腐蚀形式 315

11.2 镁及其合金的腐蚀机理 319

11.2.1 镁及其合金在水溶液中的腐蚀 319

11.2.2 腐蚀热力学 319

11.2.3 镁合金表面的钝化膜-腐蚀动力学 323

11.3 合金元素和第二相对镁合金耐蚀性能的影响 323

11.3.1 合金元素对镁合金腐蚀性能的影响 323

11.3.2 第二相对镁合金耐蚀性能的影响 327

11.4 镁合金表面处理技术 330

11.4.1 电镀 330

11.4.2 转化涂层 337

11.4.3 氢化物涂层 343

11.4.4 阳极氧化 343

11.4.5 热喷涂涂层 348

11.4.6 气相沉积工艺 349

11.4.7 扩散涂层 352

11.4.8 离子注入 352

11.4.9 浸入金属等离子体中的离子注入与沉积 352

11.4.10 激光表面合金化／涂覆 352

11.4.11 有机／聚合物涂层 353

参考文献 359

第12章 镁合金的应用 365

12.1 镁合金在航空航天中的应用 365

12.2 镁合金在交通运输工具中的应用 371

12.2.1 镁合金在汽车工业上的应用 371

12.2.2 镁合金在摩托车上的应用 383

12.2.3 镁合金在自行车上的应用 387

12.3 镁合金在电子器材中的应用 388

12.3.1 镁合金制造电子器材壳体的优越性 389

12.3.2 镁合金在电子器材中的应用 391

参考文献 399