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第1篇 绪论 3

1镁及镁合金工业与技术的发展历史、现状与趋势 3

1.1 概述 3

1.2 镁及镁工业的发展历史 4

1.2.1 世界镁及镁工业的发展历史 4

1.2.2 我国镁及镁工业的发展历史 5

1.3 镁及镁工业的现状与发展趋势 7

1.3.1 世界镁及镁工业的现状与发展趋势 7

1.3.2 我国镁及镁工业的现状与发展趋势 12

2镁及镁合金的特性与用途 19

2.1 镁的基本特性 19

2.1.1 镁的物理性能 19

2.1.2 镁的力学性能 25

2.1.3 镁的化学性能与腐蚀性能 27

2.1.4 镁的工艺性能 28

2.2 镁合金的特点 28

2.3 镁及镁合金的主要应用领域 29

3镁及镁合金材料的分类及加工方法与生产工艺流程 30

3.1 镁及镁合金材料的分类 30

3.2 镁及镁合金材料制备与加工方法概述 30

3.2.1 镁及镁合金塑性加工成型方法的分类和特点 30

3.2.2 镁及镁合金铸造材料加工成型方法的分类和特点 31

3.2.3 镁及镁合金塑性加工成型方法的分类和特点 31

3.3 镁及镁合金材料的生产工艺流程举例 36

3.3.1 镁及镁合金压铸材的生产工艺流程 36

3.3.2 镁及镁合金挤压材的生产工艺流程 36

3.3.3 镁及镁合金轧制材的生产工艺流程 37

3.4 镁及镁合金材料在塑性加工成型时的组织与性能变化 38

3.4.1 热变形对镁及镁合金加工材料组织性能的影响 38

3.4.2 冷变形对镁及镁合金加工材料组织性能的影响 39

4镁及镁合金材料的品种、规格、应用及技术质量要求 41

4.1 镁及镁合金材料的基本特性与应用 41

4.1.1 几种常用结构材料主要性能的对比及镁合金材料的特点 41

4.1.2 工业镁合金的基本特点与应用倾向 42

4.2 镁及镁合金铸造材料的品种、规格及技术质量要求 44

4.2.1 一般铸件 44

4.2.2 压铸件 44

4.3 镁及镁合金塑性加工材料的品种、规格及技术质量要求 45

4.3.1 板、带材 45

4.3.2 管、棒、型、线材 46

4.3.3 锻件 46

4.3.4 粉材 46

第2篇 镁冶金及镁合金 49

5原镁的生产方法与生产工艺技术 49

5.1 镁资源及分布 49

5.2 国内外近代镁冶金的发展概况 53

5.3 原镁的生产方法、生产工艺与设备 54

5.3.1 概述 54

5.3.2 原镁的生产方法与生产工艺和设备 55

6粗镁精炼与电解镁锭的制备 93

6.1 概述 93

6.2 粗镁的精炼方法与工艺 94

6.2.1 熔剂精炼 94

6.2.2 升华精炼 100

6.3 电解镁锭的表面处理及质量检测与控制 101

6.3.1 镁锭腐蚀的原因及其特点 101

6.3.2 镁锭的表面处理 102

6.3.3 镁锭钝化液——含铬废水的处理 103

6.3.4 镁锭的质量检验 104

7镁合金的分类、牌号、状态、化学成分与性能 105

7.1 工业纯镁 105

7.1.1 工业纯镁的牌号和化学成分 105

7.1.2 金属元素对纯镁组织和性能的影响 105

7.1.3 工业纯镁的性能 107

7.1.4 工业纯镁的用途 110

7.2 镁合金的物理冶金学与合金化原理 110

7.2.1 镁合金的物理冶金特性 110

7.2.2 镁合金的晶粒细化机理 115

7.2.3 镁合金的热处理 116

7.2.4 镁合金中各种合金元素的相互作用及影响 116

7.3 镁合金的分类与基本特性 120

7.3.1 镁合金的分类 120

7.3.2 镁合金的基本特性 121

7.4 镁合金的牌号和状态表示方法及化学成分 123

7.4.1 ASTM命名法及镁合金的化学成分 123

7.4.2 国际标准中镁合金牌号、状态的表示方法 127

7.4.3 我国镁及镁合金牌号、状态命名系统及化学成分 127

7.4.4 世界各国主要镁合金牌号、状态与化学成分对照 131

7.5 主要镁合金的相图、相结构与相组成 143

7.5.1 Mg-Al系合金 143

7.5.2 Mg-Zn系合金 145

7.5.3 Mg-Mn系合金 147

7.5.4 Mg-Zr系合金 149

7.5.5 Mg-RE系合金 150

7.5.6 Mg-Li系合金 153

7.5.7 Mg-Th系合金 156

7.5.8 Mg-Ag系合金 158

7.5.9 其他二元合金及三元合金的相图选编 159

8镁合金的组织、性能、品种及应用 163

8.1 概述 163

8.2 无锆镁合金的组织特点与基本特性 165

8.2.1 Mg-Al-Mn系合金 165

8.2.2 Mg-Zn-Cu系合金 167

8.2.3 Mg-Li系合金 167

8.3 含锆镁合金的组织特点与基本特性 169

8.3.1 Mg-Zn-Zr系合金 169

8.3.2 Mg-RE-Zr系合金 169

8.3.3 Mg-Th系合金 171

8.3.4 Mg-Ag系合金 171

8.4 新型合金 172

8.4.1 快速凝固合金 172

8.4.2 非晶合金 172

8.4.3 以镁为基体的复合材料（MMC） 173

8.5 镁粉 174

8.5.1 车削铸锭法用于生产粗的碎粒 174

8.5.2 刮削 175

8.5.3 刨削、铣削和研磨 175

8.5.4 雾化 175

8.5.5 乳化 176

8.6 镁及镁合金的金相组织与检验技术 176

8.6.1 试样制备 176

8.6.2 低倍组织检查 178

8.6.3 高倍组织检验 179

8.6.4 镁及镁合金的显微组织特征 180

8.7 主要铸造镁合金的基本技术性能 182

8.7.1 国外主要铸造镁合金的基本技术性能 183

8.7.2 国内主要铸造镁合金的基本技术性能 201

8.8 主要变形镁合金的基本技术性能 234

8.8.1 国外主要变形镁合金的基本技术性能 235

8.8.2 国内主要变形镁合金的基本技术性能 246

第3篇 镁及镁合金材料制备与加工技术 273

9镁合金的熔炼与铸造技术 273

9.1 概述 273

9.2 变形镁合金的熔炼技术 275

9.2.1 镁合金的熔炼方法 275

9.2.2 镁合金熔体与气体的相互作用 275

9.2.3 镁合金熔炼用主要工艺辅料和熔剂的选择及净化变质处理 278

9.2.4 变形镁合金的熔炼工艺 283

9.2.5 镁合金的熔炼设备 289

9.3 变形镁合金的铸造技术 290

9.3.1 变形镁合金的铸造方法 290

9.3.2 变形镁合金的铸造工艺 291

9.3.3 变形镁合金的裂纹倾向性 299

9.3.4 变形镁合金铸锭的偏析 302

9.3.5 变形镁合金铸锭的缺陷和废品 303

9.3.6 铸锭的机械加工 304

9.3.7 镁合金熔铸时的安全问题 305

10铸造镁合金材料的铸造成型技术 306

10.1 镁合金铸造材料及零件的制备方法 306

10.2 镁合金的熔炼与浇注技术 306

10.2.1 原材料、回炉料及工艺材料 306

10.2.2 熔剂 308

10.2.3 熔炼镁合金前的准备工作 310

10.2.4 铸造镁合金的熔炼 316

10.2.5 铸造镁合金熔体净化处理技术 320

10.2.6 铸造镁合金的晶粒细化处理技术 321

10.2.7 铸造镁合金的熔炼工艺 323

10.3 重力和低压铸造技术 325

10.3.1 概述 325

10.3.2 常用的铸造镁合金及性能 325

10.3.3 几种常用的重力和低压铸造 328

10.4 压力铸造技术 335

10.4.1 概述 335

10.4.2 镁合金压铸生产的原理及工艺特点 337

10.4.3 铸造镁合金压铸工艺过程分析 342

10.4.4 压铸的特点与应用 344

10.4.5 镁合金压铸工艺参数的分析及合理选择与控制 346

10.4.6 压铸件清理与校形 362

10.4.7 镁合金压铸的发展方向 364

10.5 镁及镁合金铸件质量的控制及主要缺陷分析 365

10.5.1 缺陷分类及影响因素 365

10.5.2 表面缺陷与防止措施 366

10.5.3 内部缺陷与防止措施 370

10.5.4 缺陷产生的影响因素 370

10.5.5 解决缺陷的思路 371

11镁及镁合金塑性成型技术 372

11.1 概述 372

11.1.1 镁合金的塑性变形特性 372

11.1.2 常用镁合金的塑性加工方法 373

11.2 镁合金的成型性及基本变形条件 374

11.2.1 镁合金塑性变形的可成型性 375

11.2.2 镁合金二次成型时的可成型性 375

11.2.3 镁合金的应力-应变特性 376

11.3 镁合金的挤压成型技术 396

11.3.1 概述 396

11.3.2 常用挤压镁合金及性能 397

11.3.3 镁合金挤压成型的基本条件 398

11.3.4 镁及镁合金的挤压工艺 402

11.4 镁及镁合金轧制成型技术 414

11.4.1 概述 414

11.4.2 镁及镁合金厚板生产技术 417

11.4.3 镁及镁合金薄板生产技术 428

11.4.4 轧辊的预热、冷却、润滑及辊型控制 434

11.4.5 镁及镁合金板带材的热处理、精整、矫直与包装 437

11.4.6 镁及镁合金板材的力学性能 440

11.4.7 镁及镁合金薄带连续铸轧工艺 446

11.5 镁及镁合金的锻造成型技术 448

11.5.1 概述 448

11.5.2 镁及镁合金锻造前的准备 451

11.5.3 镁及镁合金的锻压工艺 452

11.5.4 锻件的切边与精整 456

11.5.5 锻件的热处理 456

11.5.6 镁及镁合金锻件的质量控制 457

11.5.7 镁及镁合金锻造新工艺 459

11.6 镁及镁合金等温成型技术 461

11.6.1 镁合金等温成型的特点 461

11.6.2 镁合金等温成型用设备和模具 461

11.6.3 镁合金等温成型工艺及应用举例 462

11.7 镁合金的超塑性成型技术 463

11.7.1 概述 463

11.7.2 超塑性变形机理及变形模型 464

11.7.3 镁合金超塑性条件 465

12镁及镁合金材料的热处理与精整矫直技术 467

12.1 镁合金材料的热处理 467

12.1.1 镁合金材料的主要热处理类型 467

12.1.2 工艺操作和工艺参数对镁合金材料热处理性能的影响 473

12.1.3 镁合金材料的热处理设备 474

12.1.4 镁合金材料热处理质量的控制与检测 474

12.1.5 镁合金材料热处理缺陷分析 480

12.1.6 镁合金热处理安全技术 481

12.2 镁合金材料的精整与矫直 481

12.2.1 镁及镁合金铸件的精整和矫直 482

12.2.2 镁合金模锻件的精整与矫直 482

12.2.3 镁及镁合金板材精整与矫直 485

12.2.4 镁及镁合金挤压产品的精整与矫直 492

13镁及镁合金材料的深加工技术（二次成型） 496

13.1 概述 496

13.2 镁及镁合金板料的冲压成型 496

13.2.1 冷成型 496

13.2.2 热成型 497

13.3 镁及镁合金旋压及冲击挤压成型 508

13.3.1 旋压成型 508

13.3.2 冲击挤压成型 510

13.3.3 落锤成型 511

13.4 镁及镁合金材料的连接 512

13.4.1 概述 512

13.4.2 焊接 512

13.4.3 黏接 530

13.4.4 机械连接 531

13.5 镁及镁合金制品的机械加工技术 535

13.5.1 概述 535

13.5.2 镁合金材料的机械加工特性 536

13.5.3 机加工刀具 537

13.5.4 切削液 538

13.5.5 各种机械加工的特点及加工工艺 540

14镁及镁合金材料的防腐及表面强化处理生产技术 551

14.1 概述 551

14.2 镁及镁合金的腐蚀性与耐蚀性 551

14.2.1 镁及镁合金腐蚀的基本知识 551

14.2.2 镁及镁合金腐蚀的主要类型 554

14.2.3 镁及镁合金的典型腐蚀失效形式及耐蚀性的检测与评价方法 558

14.2.4 影响镁及镁合金耐蚀性的因素 565

14.2.5 提高镁及镁合金耐腐蚀性的主要途径 572

14.3 镁及镁合金材料的防腐措施 572

14.3.1 电偶腐蚀的防护措施 572

14.3.2 镁合金组合件的装配保护 574

14.3.3 防止应力腐蚀开裂的措施 578

14.4 镁及镁合金材料的表面强化改性处理 578

14.4.1 概述 578

14.4.2 表面清理和预处理 580

14.4.3 镁及镁合金材料的化学氧化（转化膜）处理 588

14.4.4 镁及镁合金材料的阳极氧化（电化学）处理技术 598

14.4.5 镁及镁合金材料的微弧氧化处理技术 608

14.4.6 氧化膜的修补与着色 614

14.4.7 镁及镁合金材料的电镀技术 616

14.4.8 镁及镁合金材料含氟协合涂层 634

14.4.9 镁及镁合金材料的化学沉积处理技术 637

14.4.10 镁及镁合金材料表面热喷铝扩散处理工艺 639

14.4.11 有机涂层工艺与颜料着色 639

14.4.12 镁材表面耐蚀改性强化处理新技术 646

14.4.13 变形镁合金加工材料的防腐与表面强化处理技术 654

14.4.14 镁合金表面处理层性能检测方法 660

14.4.15 镁及镁合金材料的涂油包装 662

14.5 提高镁及镁合金材料整体耐蚀性和强化改性的方法 663

14.5.1 去除镁合金杂质的有害性来提高耐蚀性和强化改进 663

14.5.2 采用特种铸造工艺来提高镁合金材料耐蚀性和强化改进 663

14.5.3 采用特殊的强力塑性成型工艺来提高镁合金材料的耐蚀性和强化改进 664

14.5.4 采用固溶热处理来提高镁合金的耐蚀性和强化改性 665

14.5.5 采用快速凝固来提高镁合金材料耐蚀性和强化 666

14.5.6 采用其他方法来提高镁合金耐蚀性和强化与改性 668

15镁及镁合金新材料制备及加工新技术 671

15.1 概述 671

15.1.1 镁合金材料的基础研究现状 671

15.1.2 镁合金材料生产装备的研发 672

15.1.3 镁及镁合金的回收利用 672

15.1.4 镁合金安全技术和安全保障管理体系 673

15.2 新型（高效、节能、减排的）皮江法炼镁技术 673

15.2.1 概述 673

15.2.2 新型炼镁炉（还原炉）的研究开发 674

15.2.3 蓄热式高温空气燃烧技术的应用 675

15.2.4 调整能源结构，积极采用清洁能源 677

15.2.5 节能环保型回转窑余热利用技术 677

15.2.6 连续蓄热燃烧技术在粗镁精炼及镁合金冶炼中的应用 677

15.2.7 高效、节能竖罐还原的研发及应用 678

15.2.8 粗废镁无熔剂连续复合精炼技术 679

15.2.9 新型皮江法炼镁技术的经济技术指标 679

15.3 镁及镁合金新材料的研究开发 681

15.3.1 高强镁合金的研究开发 681

15.3.2 耐蚀镁合金的研究开发 685

15.3.3 耐热镁合金的研究开发 686

15.3.4 高温压铸镁合金的研究开发 694

15.3.5 阻燃镁合金的研究开发 697

15.3.6 超轻Mg-Li合金的研究开发 697

15.3.7 快速凝固镁合金研究开发 700

15.3.8 镁基非晶合金 702

15.3.9 镁基复合材料 707

15.3.10 阻尼镁合金材料 719

15.3.11 储氢镁合金材料 720

15.3.12 镁燃料电池 725

15.3.13 低密度多孔（泡沫）镁合金材料 730

15.4 镁及镁合金材料制备与加工新工艺、新技术的研究开发 731

15.4.1 高纯镁精炼新工艺的研究开发 731

15.4.2 镁合金熔炼与保护新技术的研究开发 733

15.4.3 镁合金压铸新技术的研究开发 735

15.4.4 镁合金板材成型新技术的研究开发 738

15.4.5 镁及镁合金的半固态成型技术 744

15.4.6 镁合金的超塑性成型技术 760

15.4.7 镁合金蜂窝板制备技术的研究开发 767

15.4.8 快速凝固/粉末冶金法制备变形镁合金技术 772

15.4.9 喷射沉积法制备镁合金 777

15.4.10 镁合金等温锻压成型技术 781

15.4.11 镁合金粉末挤压技术 783

15.4.12 复合成型技术 785

第4篇 镁及镁合金的应用、回收利用及生产安全与防护 789

16镁及镁合金材料的市场需求与应用开发 789

16.1 概述 789

16.2 镁及镁合金材料的市场与需求 791

16.2.1 世界镁及镁合金的生产量及消费量 791

16.2.2 我国镁及镁合金的生产量及消费量 793

16.3 镁合金材料在交通运输业上的开发与应用 796

16.3.1 镁合金材料应用对交通运输轻量化的效果 796

16.3.2 镁及镁合金在汽车上的应用与开发 798

16.3.3 镁合金材料在摩托车上的应用与开发 813

16.3.4 镁合金材料在自行车上的应用与开发 816

16.4 镁及镁合金材料在航空航天工业上的应用与开发 818

16.4.1 航空航天工业对材料性能的要求 818

16.4.2 镁合金材料在航空航天工业中的应用与开发 820

16.5 镁及镁合金材料在常规武器（兵器工业）上的开发应用 826

16.5.1 现代兵器零部件的镁合金化及发展趋势 826

16.5.2 镁合金材料在兵器工业中的应用与开发 828

16.6 镁及镁合金材料在电子工业中的应用与开发 829

16.6.1 现代电子产品对材料的要求 829

16.6.2 镁合金材料在电子工业中的应用与开发 832

16.7 镁及镁合金材料在核工业上的应用与开发 833

16.8 镁及镁合金材料在冶金和化学工业上的应用与开发 834

16.8.1 镁材在冶金工业上的应用与开发 834

16.8.2 镁材在化工工业上的应用与开发 835

16.9 镁牺牲阳极产品的应用与开发 835

16.10 镁及镁合金在其他领域中的应用与开发 837

16.10.1 在烟火和照明上的应用 837

16.10.2 在其他民用领域中的应用 837

17镁及镁合金废料回收与再生综合利用 840

17.1 概述 840

17.2 镁及镁合金废料的产生 840

17.3 废镁及镁合金的分类 841

17.4 镁合金废料的回收工艺及方式 842

17.4.1 镁合金废料的回收工艺 842

17.4.2 镁合金废料的回收方式 842

17.5 镁及镁合金废料的前期处理 843

17.6 废镁及镁合金的熔铸方法和生产过程 843

17.6.1 镁切屑真空蒸馏法 844

17.6.2 熔剂熔炼法 844

17.6.3 无熔剂熔炼法 845

17.6.4 用废镁生产镁合金锭的工艺要点 847

17.7 镁合金废料在熔炼中的质量控制措施 848

17.7.1 降低合金中铁的含量 848

17.7.2 降低或消除合金中非金属夹杂的含量 849

17.7.3 防止外来杂质元素进入镁合金熔体 850

17.7.4 高纯镁合金的成分控制 851

17.7.5 镁熔液中的除气处理 852

17.8 镁合金的检验方法 852

17.8.1 化学成分的检验 853

17.8.2 耐腐蚀程度的检验 853

17.9 镁合金压铸废料绿色回收技术开发及应用 853

17.9.1 镁合金废料无熔剂回收技术 854

17.9.2 绿色回收技术经济指标 854

17.9.3 回收镁合金质量控制 854

17.9.4 绿色回收系统精炼效果 855

17.9.5 回收镁合金在压铸生产中的应用 856

17.10 镁合金压铸工艺废镁的现场再生技术与装备 857

17.11 高危劣质废镁的蒸馏再生系统 858

18镁及镁合金材料的安全生产与防护 859

18.1 概述 859

18.2 镁及镁合金发生燃烧的化学反应机理 859

18.3 镁及镁合金安全生产的条件与要求 860

18.3.1 对管理工作的要求 860

18.3.2 镁合金安全生产对场地的要求 860

18.3.3 对操作人员的要求 861

18.3.4 对熔炼设备安全操作的要求 861

18.3.5 镁合金压铸生产现场的要求 861

18.3.6 镁合金压铸对设备的要求 862

18.4 各生产工序的安全生产要求和防护措施 863

18.4.1 镁合金熔炼过程中的安全与防护措施 863

18.4.2 压铸工序的安全与防护措施 865

18.4.3 镁合金热处理安全与防护措施 866

18.4.4 镁合金材料机械加工中的安全与防护措施 867

18.4.5 镁合金材料在研磨时的安全与防护措施 868

18.4.6 打磨、抛光、烤漆工序的安全与防护措施 868

18.4.7 物资存储管理的安全与防护措施 869

18.4.8 熔渣（淤渣、浮渣）管理的安全与防护措施 870

18.5 消防安全防范管理措施 870

附录 875

附录1 国内外镁及镁合金现行标准 875

附录2 国家标准GB/T 3499—2011《原生镁锭》 879

附录3 产业政策、发展规划与相关法规 881

参考文献 888