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