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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