什么是镁合金？镁合金材料特点及工业设计中的应用

什么是镁合金？镁合金材料特点及工业设计中的应用

作为工业设计师，材料的学问不可不学习，材料设计作为cmf设计之一，一直是比较重要的学科，想要晋级的设计师一定不能忽略。在产品设计中材料无疑是影响设计的重要因素，尤其是新型材料的问世。对于铝合金想必大部分设计师都比较熟悉，那么如果是镁合金呢？对于这样一款材料有多少人熟悉和了解呢？你不要以为它是应用少的材料哦，它的使用也是极其广泛的。下面优概念工业设计就为大家介绍什么是镁合金，镁合金材料特点及工业设计中的应用。

镁合金介绍

镁是轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。

镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。

镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

块状金属镁

块状镁合金

镁物理性能

除了比重低，镁还有很多其它的良好的物理特性，使之在汽车结构材料应用中，有时比铝和塑料更有应用价值。镁物理性能的主要优点是：比铝高30倍的减振性能； 比塑料高200倍的导热性能； 其热膨胀性能只有塑料的1/2。

镁机械性能的优点

和压铸铝合金相比，镁除了上述物理性能等优点，还具有较高的机械性能。镁的强度和刚度要明显好于塑料，延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。

镁机械性能的缺点

镁的强度和硬度比钢低很多。它的拉断强度和疲劳强度也比铝低，见下表3。但是，它的性能重量比(性能/比重)要明显好于所比较的其它材料。从绝对值讲，钢的性能是所有汽车材料中最好的。但镁的屈服强度比是钢的二倍，模量比几乎相同。更有利的是，镁部件在设计和铸造时，可通过变化截面，布置加强筋和改善表面特性，来减轻材料性能低的不利因素，以保证镁部件的质量和耐用性。

镁加工性能的优点

镁有很好的加工性能，也就是说有很好的铸造性能。和其它材料比，它的制造成本很低，值得重视的是，尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些，但它单位体积的成品价格几乎是一样的。

镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。如果再应用生产效率很高的 HOT RUNNER 技术，镁压铸部件的生产成本比铝还要低很多。

镁在常温下可以在空气中燃烧

镁合金的应用案例

航天

镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁合金具有较高的抗振能力，在受冲击载荷时能吸收较大的能量，还有良好的吸热性能，因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件。

用于航天的镁合金铸件

汽车

近年对改善汽车燃油经济指标提出了更高的要求，而减轻汽车重量一直是实现这一目标的最有效手段。以轻质、可再循环和良好铸造性能为主要特点的镁合金，正是满足这一要求的理想结构材料。

镁合金在汽车上的使用

笔记本电脑

银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵。

笔记本镁合金底架

数码相机

一般中高端及专业数码单反相机都采取镁合金做骨架，使其坚固耐用，手感好。

采用镁合金机身

手机

腕表

RM038（Richard Mille）的表盘材质为镁合金（AZ91：镁含量90%，铝含量9%，锌含量1%）