【《镁及镁合金应用研究文献综述》2300字】

镁及镁合金应用研究文献综述镁是在使用金属中最轻的结构金属，其密度为1.738g/cm3，比重大约是另外一种常见轻质金属铝的2/3。但是纯镁的力学性能相对极低，导致在一些产品的应用方面受到限制，更是难以满足工程中实际服役情况REF_Ref12386\n\h[10]。通过金属合金化制备的镁合金，不仅可以大大提高其力学性能和高比强度的特性，而且在相关抗腐蚀性能方面也有很大的提升。在一直提倡环境节约型和资源可持续发展的背景下，镁合金在汽车和国防军工等领域内的轻量化应用效果良好，具有极其重要的实际工程应用价值。当前，世界上一些主要军事强国和航天大国，都十分重视新型镁合金的研究和开发，不断投入研究成本，深入发掘各种镁合金的高强性能，通过研究发现新材料来提升其各方面综合性能，以此推动国家的高端装备和高尖技术的发展。美、欧等发达国家在各种武器装备、航天配套结构件系统中大量采用性能优良的新型镁合金材料作为结构件减重。在汽车的结构件方面，英国曾经顺利研究出来柴油机的镁合金箱体，该材料技术为降低在城市之间的噪音发挥了一定的作用，该轻质化的材料也为汽车节约了不少的燃料和加大了汽车的马力。另外，在欧洲的一些主要发达国家在高端武器装备系统零件设计中大量采用了新型的高性能镁合金，这大大提高了其在恶劣环境中的服役要求REF_Ref12415\n\h[11]。总之，随着装备更新换代的要求，对其性能的要求也提出相应的更高标准，从而也就导致了绝大多数国家把镁合金材料作为主要的研究方向。在镁合金中添加不同含量的稀土元素，可有效提高其力学性能，目前被认为最具实际工程运用价值的新型镁合金化元素。传统的镁合金由于具有在常温下变形困难，强度性能不高等缺点。因此，为了使镁合金性能可以进一步提高，可以通过添加不同含量的稀土元素，来达到细化镁合金晶粒的功能；同时，由于稀土元素相对较活泼，能够与氢、氧等元素通过发生一定的化学作用来达到净化晶界的作用，以此来提高镁合金的耐腐蚀性能。除此之外，稀土元素还可以与镁形成第二相，从而进一步提高镁合金的强度和韧性REF_Ref12494\n\h[12]-REF_Ref12503\n\h[14]。近年来，随着对环保问题的高度重视，汽车行业的轻量化设计已成为其重要的研究问题。目前，采用镁合金制造的高级轿车轮毂、汽车的减速器及各种车型的减震器等部件，这样不仅可以把整个车质量减轻，进而减少汽车在行驶过程的汽油消耗和废气污染物的排放，而且也能进一步提高汽车的行驶速度。同时，我国的一些生产自行车厂家也开始将相关大量零部件用镁合金来替代，进而运用于高级自行车上。在航空航天的应用领域，其相关航天的配套产品，不仅需要尽量保持轻量化,而且还需要镁合金在高温环境下还能拥有良好的力学性能,这就可以充分发挥稀土镁合金在航空航天的优势。为了进一步提高相关产品的力学性能，也可以再选择合适的材料基础上，再选择整体成形结构件，这样不仅实现了对构件的减重的要求，也可以显著改善构件的整体性能。如运载火箭的燃料箱整体壁板、航天飞机的整体壁板以及飞机的中央翼和外翼整体壁板、进气道壁板等REF_Ref18597\n\h[15],REF_Ref18604\n\h[16]。这些整体壁板可以避免金属流线中断，减小应力集中，提高相关构件的使用寿命和增加一定的安全系数。图1-2机身框架Fig.1-2Fuselageframes在军工配套产品装备系统中，例如，某型号的导弹壳体和雷达卫星的内部也有大量带筋结构件存在REF_Ref18855\n\h[17]REF_Ref18865\n\h[20]，如图1-3所示。该类内环筋筒形件、锥形壳体内部往往分布有不同形状及规则的内筋，以满足产品的一些特定功能和强度等诸多方面的需要。这些产品内部的筋一般有两种分布情况，一种是再其产品内部纵向分布的筋，称为纵向筋。如某系列导弹的各段舱体内均匀布有许多纵筋，另外一种是其产品的内部径向所分布的筋，称为内环筋。例如某薄壁导弹锥形壳体内带有环筋。为了达到产品服役所需要的性能，这类构件需要整体一次成形，这样就可以避免金属流线中断，减小在关键部位的应力集中，提高构件在使用过程中的安全可靠性。然而，这类内环筋构件结构复杂以及所要求的力学性能较高，给其加工带来许多困难。图1-3带内筋筒形件Fig.1-3Cylindricalstructurewithinnerribs参考文献高永迪.试论铝合金材料在未来汽车轻量化中的应用与发展[J].世界有色金属,2019,(21):174+176.李芳,管仁国,铁镝,刘楚明,乐启炽,宋江凤,曾小勤,蒋斌.我国先进镁合金材料产业2035发展战略研究[J].中国工程科学,2020,22(05):76-83.ZhouJ,WanXM,LiY,etal.OptimalDesignandExperimentalInvestigationsofAluminiumExtrusionProfilesforLightweightofCarBumper[J].KeyEngineeringMaterials,2013,585:157-164.王惠芬,杨碧琦,刘刚.航天器结构材料的应用现状与未来展望[J].材料导报,2018,32(S1):395-399.马守仓.试析轨道交通车辆车体结构材料轻量化产业发展及展望[J].内燃机与配件,2019(24):174-175.王安东.汽车车身用新型6000系铝合金板材性能研究[D].大连理工大学,2011.郭巨寿，于霞，李爱平,等.发动机泵体精密热模锻成形工艺研究[J].精密成形工程，2014（11）：111-115．张玉勋,易幼平,李云,等.铝合金机轮轮毂锻造流线仿真与实验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2011,42(7):1967−1972.葛尧.高速列车轮毂制动盘的塑性成形工艺分析[D].吉林大学,2018.陈振华.镁合金[M].北京：化学工业出版社，2004:1-2张津,章宗和等编著.镁合金及应用[M].北京:化学工业出版社,2004:319.冀丽安.镁合金及稀土镁合金浅析[J].稀土信息,2020(05):34-38.曾小勤.稀土镁合金研究与应用进展[J].稀土信息,2016(02):26-29.胡文鑫,杨正华,陈国华,曹永存.稀土元素对镁合金组织结构与性能影响的研究进展[J].稀土,2014,35(05):89-95.曾元松，黄遐,李志强.先进喷丸成形技术及其应用与发展[J]．塑性工程学报，2006,13（3）：23-29．任立强．壁薄筋高叉形类锻件锻造工艺[J]．锻压装备与制造技术，2004，39（2）:59-61．王红,初冠南.整体带筋壁板弯曲成形力学条件分析[J].锻压装备与制造技术，2012，47（5）：63-65．IsmailNawi,S.M.Mahdavian-Hydrodynamiclubricationanalysishetubespinningprocess.wear,19980200):145-153.许培炎,贾虎生,程卫文.带内筋铝合金筒形件的成形技术探讨[J].飞航导弹,2015,03:81-83.田达成．精密铸造实用新技术和质量检测实物全书[M]．北京：当代中国音像出版社，2005．杨平，单德彬，高双胜，等