- 鎂合金選用與設(shè)計(jì)
- 張津等
- 1642字
- 2019-04-17 11:36:09
前言
鎂合金是可作為結(jié)構(gòu)件使用的最輕金屬材料,是世界上儲(chǔ)量最豐富的元素之一,每立方米海水中含有1kg鎂,因此可以說(shuō)鎂是永不耗竭的材料。由于其密度低(只有1.74g/cm3,是鋼密度的1/4、鋁合金的2/3),比強(qiáng)度大,剛性好,容易鑄造成型,具有電磁屏蔽特性和減振特性,又有優(yōu)異的生物相容性和可回收利用等特殊的性能,近十余年來(lái)受到各級(jí)政府、企業(yè)人士以及相關(guān)科研人員的高度重視。隨著世界范圍內(nèi)資源及能源的日益枯竭和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,對(duì)各種交通工具、武器裝備等部件的舒適性、安全性和輕量化的要求不斷提高,迫切要求大量使用輕質(zhì)材料,促使鎂合金研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣成為熱點(diǎn)領(lǐng)域。
近年來(lái),世界鎂工業(yè)和鎂合金加工技術(shù)得到了飛速發(fā)展,特別是中國(guó)在此領(lǐng)域的研究有突飛猛進(jìn)的勢(shì)頭,鎂合金的輕質(zhì)特性和阻尼特性在汽車、摩托車、自行車等交通領(lǐng)域零部件上的應(yīng)用首先得到快速的發(fā)展;其比強(qiáng)度高、電磁屏蔽和密度低等特性在航空航天及兵器等軍品制造中的應(yīng)用也在逐漸擴(kuò)大;其特殊的抗電磁輻射能力和質(zhì)量輕的特點(diǎn)作為計(jì)算機(jī)、手機(jī)殼體等部件在3C產(chǎn)品(Computer,Communication and Consumer Electronic)上也得到一定的應(yīng)用;鎂合金的高阻尼減振性好的特點(diǎn)使其成為手動(dòng)和電動(dòng)工具的首選材料;鎂是人體所需的元素之一,它與人體的良好相容性將成為未來(lái)十分有前景的生物醫(yī)用材料。
本書(shū)從促進(jìn)鎂合金可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),全面地介紹了鎂合金固有的基本性能,鎂合金的成型加工特性(鑄造、擠壓、焊接)和熱處理特性,鎂合金的種類及在不同領(lǐng)域應(yīng)用的選用原則;介紹了鎂合金在交通領(lǐng)域(汽車、摩托車、自行車、列車)、3C產(chǎn)品、航空航天、能源領(lǐng)域及其他工業(yè)領(lǐng)域的最新使用情況,特別展望了鎂合金作為生物醫(yī)用材料的發(fā)展前景;總結(jié)了鎂合金在各種環(huán)境中的腐蝕性能、摩擦磨損性能以及疲勞與腐蝕疲勞性能,重點(diǎn)總結(jié)了提高上述性能的選材設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面防護(hù)處理方法,探討了影響鎂合金使用壽命的主要因素以及預(yù)防和控制措施,從而延長(zhǎng)鎂合金材料的使用壽命,提高材料制成品的可靠性、安全性和耐久性;從目前提倡的“再制造、再循環(huán)、再利用”的角度出發(fā),歸納了鎂合金的再制造方法和研究現(xiàn)狀,鎂合金廢料的產(chǎn)生、分類、回收利用方法,并提出回收利用存在的問(wèn)題。
鎂合金不同于鈦合金和鋁合金,雖然已有80多年的應(yīng)用歷史,但之前主要是在高端的航空航天和軍工領(lǐng)域,由于其特殊性許多應(yīng)用不為人所知。近年來(lái)鎂合金在民品中的加工應(yīng)用多是通過(guò)鋁合金的加工手段改進(jìn)的,鎂合金的加工特性和極差的耐腐蝕特性使其在應(yīng)用中的效果依舊處于關(guān)注的熱點(diǎn),本書(shū)介紹了一些前沿性的探索研究,有些技術(shù)或方法暫時(shí)還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段,僅供讀者參考,建議讀者在采用某一技術(shù)或方法時(shí),一定要對(duì)該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)全面了解,杜絕因鎂合金使用不當(dāng)造成的安全事故發(fā)生。希望本書(shū)能為鎂合金材料構(gòu)件的工程設(shè)計(jì)人員、制造工程人員、使用維護(hù)、維修和管理工程人員提供參考,從而達(dá)到提高他們所設(shè)計(jì)、制造產(chǎn)品的可靠性、安全性和耐久性,達(dá)到延長(zhǎng)材料使用壽命的目的,為國(guó)家有效地節(jié)約資源、能源,支持可持續(xù)發(fā)展。
本書(shū)的有些章節(jié)是在本人和章宗和編著的《鎂合金及應(yīng)用》的基礎(chǔ)上修改、補(bǔ)充和完善的,在此感謝曾參與編寫(xiě)這些章節(jié)的楊明波教授、曾榮昌教授、黃少東研究員、唐全波教授和章宗和研高級(jí)工程師;另外本書(shū)在交通領(lǐng)域應(yīng)用章節(jié)由重慶盛鎂鎂業(yè)有限公司曹建勇組織編寫(xiě);生物醫(yī)用鎂合金章節(jié)完全由鄭州大學(xué)關(guān)紹康和朱世杰教授編寫(xiě),在此對(duì)他們的貢獻(xiàn)表示衷心的感謝。此外在本書(shū)撰寫(xiě)過(guò)程中參考引用了大量文獻(xiàn)資料, 本書(shū)沒(méi)有在引用處一一對(duì)應(yīng),但在各章后面都總附其參考文獻(xiàn),在此對(duì)本書(shū)引用的所有參考資料的作者表示真誠(chéng)的感謝,特別要感謝宋光鈴教授、陳振華教授。同時(shí)也要感謝研究生朱曉輝、朱阮利同學(xué)幫助進(jìn)行了該書(shū)的部分編輯整理。在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中我國(guó)表面工程和腐蝕控制專家、航空材料科學(xué)家李金桂教授提供了許多建議和支持,在此深表感謝。
限于時(shí)間和資料收集閱讀等原因,本書(shū)存在一些不妥和疏漏之處,同時(shí)本人才疏學(xué)淺,在編著過(guò)程中也存在許多不足之處,若讀者發(fā)現(xiàn),請(qǐng)及時(shí)賜教與指正。
張津
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