材料延壽與可持續(xù)發(fā)展：鎂合金選用與設(shè)計

第1章 鎂合金材料的基本性能
1.1　鎂材料簡介 1
1.2　純鎂的元素特性 2
1.2.1　鎂元素 2
1.2.2　原子核特性 3
1.2.3　晶體結(jié)構(gòu) 3
1.2.4　質(zhì)量特性 6
1.3　鎂及鎂合金的物理和化學(xué)性能 6
1.3.1　熱性能 6
1.3.2　熱力學(xué)性能 10
1.3.3　電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì) 11
1.3.4　光學(xué)和聲學(xué)性質(zhì) 12
1.3.5　化學(xué)性能 12
1.4　鎂及鎂合金的力學(xué)性能和工藝性能 12
1.4.1　力學(xué)性能 12
1.4.2　工藝性能 14
參考文獻 15
第2章 鎂合金的分類及性能
2.1　鎂合金牌號與分類 16
2.1.1　鎂合金牌號 16
2.1.2　鎂合金的分類 20
2.2　鎂的合金強化與途徑 22
2.2.1　鎂的合金化 22
2.2.2　合金化強化 25
2.3　鑄造鎂合金組織和性能 27
2.3.1　Mg-Al 系合金組織 27
2.3.2　Mg-Zn 系合金 31
2.3.3　鑄造鎂合金的性能 32
2.4　變形鎂合金的組織和性能 34
2.4.1　變形鎂合金組織 35
2.4.2　變形鎂合金性能 36
2.5　新型鎂合金 38
2.5.1　快速凝固鎂合金 38
2.5.2　鎂基非晶合金 39
2.5.3　鎂基復(fù)合材料 41
2.6　鎂合金熱處理時效組織和性能 42
2.6.1　Mg-Al 系合金 43
2.6.2　Mg-Zn 系合金 44
2.6.3　Mg-Mn 系合金 44
2.6.4　Mg-RE 系合金 44
2.6.5　其他合金 45
2.7　冶金缺陷對鎂合金性能的影響 48
參考文獻 49
第3章 鎂合金的加工性及選用設(shè)計
3.1　概述 51
3.2　鎂合金鑄造加工 52
3.2.1　常規(guī)壓鑄 52
3.2.2　真空壓鑄 58
3.2.3　充氧壓鑄 59
3.2.4　擠壓鑄造 60
3.2.5　半固態(tài)鑄造 60
3.3　鎂合金的塑性變形 62
3.3.1　鎂合金擠壓成形 65
3.3.2　鎂合金鍛造成形 68
3.3.3　鎂合金等溫成形 75
3.3.4　鎂合金的超塑性 77
3.3.5　鎂合金板材的成形 80
3.3.6　鎂合金軋制技術(shù) 91
3.4　鎂合金的連接 94
3.4.1　鎂合金焊接特點與焊接性 95
3.4.2　鎂及鎂合金的焊接技術(shù) 98
3.4.3　鎂合金的焊補 107
3.4.4　鎂合金焊后熱處理 108
3.4.5　鎂合金的粘接 110
參考文獻 112
第4章 鎂合金在各行業(yè)中的選用及應(yīng)用
4.1　鎂合金的選用 114
4.2　鎂合金在交通領(lǐng)域的應(yīng)用 115
4.2.1　軌道交通 116
4.2.2　汽車行業(yè) 118
4.2.3　摩托車行業(yè) 125
4.2.4　自行車 129
4.2.5　輪椅 131
4.3　鎂合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 132
4.3.1　航空航天對材料的要求與鎂合金特點 132
4.3.2　航空常用鎂合金牌號及性能 133
4.3.3　鎂合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用實例 135
4.4　鎂合金在武器裝備中的應(yīng)用 137
4.4.1　在武器中的應(yīng)用 137
4.4.2　武器鎂合金零件的應(yīng)用前景 138
4.5　鎂合金在3C 產(chǎn)品中的應(yīng)用 139
4.6　鎂合金在能源領(lǐng)域的應(yīng)用 141
4.6.1　電池應(yīng)用 141
4.6.2　儲氫材料應(yīng)用 142
4.7　生物醫(yī)用鎂合金器件及開發(fā) 143
4.7.1　心血管支架 143
4.7.2　骨固定器件 145
4.7.3　骨組織工程多孔支架 146
4.8　鎂合金在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 147
4.8.1　在LED 領(lǐng)域的應(yīng)用 148
4.8.2　鎂合金犧牲陽極 148
4.8.3　鎂合金在其他部件的應(yīng)用 151
參考文獻 151
第5章 鎂合金的環(huán)境適應(yīng)性及選用設(shè)計
5.1　鎂的電化學(xué)特性及耐蝕性 155
5.1.1　鎂的電化學(xué)特性 155
5.1.2　鎂在室溫下的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué) 156
5.1.3　鎂的負差數(shù)效應(yīng) 157
5.1.4　氧化鎂膜的結(jié)構(gòu)及特點 158
5.1.5　鎂在室溫不同環(huán)境下的腐蝕 158
5.1.6　鎂在高溫下的氧化腐蝕 159
5.2　鎂合金構(gòu)件在使用環(huán)境中的耐蝕性 160
5.2.1　大氣環(huán)境 160
5.2.2　海洋環(huán)境 162
5.2.3　土壤環(huán)境 164
5.2.4　太空環(huán)境 165
5.2.5　體液環(huán)境 165
5.3　鎂合金構(gòu)件的主要腐蝕形式及控制 168
5.3.1　全面腐蝕 168
5.3.2　電偶腐蝕 169
5.3.3　腐蝕疲勞 172
5.3.4　應(yīng)力腐蝕開裂 173
5.3.5　絲狀腐蝕 174
5.3.6　晶間腐蝕 175
5.3.7　點蝕和縫隙腐蝕 175
5.4　鎂合金構(gòu)件的防腐蝕選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計 176
5.4.1　選材 176
5.4.2　結(jié)構(gòu)設(shè)計 182
5.5　提高鎂合金耐蝕性的表面處理技術(shù) 183
5.5.1　表面預(yù)處理及清洗 183
5.5.2　化學(xué)轉(zhuǎn)化膜 184
5.5.3　陽極氧化 189
5.5.4　微弧氧化 193
5.5.5　硅烷化處理 200
5.5.6　鍍鎳 203
5.5.7　含氟協(xié)合涂層 205
5.5.8　噴漆涂裝 206
5.5.9　電泳涂裝 208
5.5.10　熱噴鋁擴散處理 209
5.5.11　其他表面處理 213
5.6　其他提高鎂合金耐蝕性能的途徑 215
5.6.1　陰極保護抑制陽極過程 215
5.6.2　降低鎂合金腐蝕的其他方法 215
參考文獻 216
第6章 鎂合金的耐磨性及選用設(shè)計
6.1　鎂合金的摩擦磨損行為 218
6.1.1　鎂合金的磨損失效形式 218
6.1.2　典型鎂合金的摩擦磨損行為 219
6.2　提高鎂合金耐磨性的表面強化技術(shù) 223
6.2.1　耐磨涂層材料的選用設(shè)計 223
6.2.2　鎂合金表面強化改性 224
6.2.3　鎂合金陽極氧化和微弧陽極氧化 226
參考文獻 227
第7章 鎂合金的再制造工程
7.1　鎂合金構(gòu)件再制造工程特點 230
7.2　電刷鍍 231
7.2.1　電刷鍍基本原理和特點 231
7.2.2　電刷鍍材料的選擇 231
7.2.3　電刷鍍工序 232
7.2.4　電刷鍍修復(fù)零件的典型工藝 232
7.3　熱噴涂 233
7.3.1　熱噴涂的原理和特點 233
7.3.2　鎂合金熱噴涂材料的選擇 234
7.4　冷噴涂 234
7.4.1　冷噴涂的原理和特點 234
7.4.2　鎂合金冷噴涂的研究進展 235
7.5　激光再制造技術(shù) 237
7.5.1　激光熔覆 237
7.5.2　激光表面合金化 238
7.5.3　激光修復(fù)實例 240
參考文獻 241
第8章 鎂合金的再生循環(huán)應(yīng)用
8.1　概述 242
8.2　工業(yè)化回收方式 243
8.2.1　爐前回收 244
8.2.2　廠內(nèi)回收 244
8.2.3　廠外回收 244
8.2.4　賣給自由市場 244
8.3　壓鑄廢鎂合金的分類 244
8.4　鎂合金廢料的前期處理 245
8.5　廢鎂合金的再生方法 246
8.5.1　廢鎂合金熔劑熔煉法 247
8.5.2　廢鎂合金無熔劑熔煉法 247
8.6　廢鎂合金在熔煉中的質(zhì)量控制 249
8.6.1　降低合金中鐵的含量 250
8.6.2　降低合金中非金屬雜質(zhì)的含量 251
8.6.3　預(yù)防外來雜質(zhì) 252
參考文獻 253
第9章 生物醫(yī)用鎂合金
9.1　生物醫(yī)用鎂合金的特點 254
9.2　生物鎂及鎂合金材料 256
9.2.1　純鎂 257
9.2.2　生物醫(yī)用鎂合金 257
9.3　生物醫(yī)用鎂合金加工技術(shù) 263
9.3.1　生物醫(yī)用鎂合金的熱塑性加工 263
9.3.2　生物醫(yī)用鎂合金的特種加工技術(shù) 265
9.3.3　亞快速凝固 270
9.3.4　超細晶鎂合金的腐蝕機理 271
9.4　生物醫(yī)用鎂合金的失效形式及表面改性 272
9.4.1　鈦氧膜涂層 273
9.4.2　鈣磷鹽涂層制備技術(shù) 274
9.4.3　復(fù)合涂層 275
9.4.4　功能梯度涂層 277
9.4.5　高分子生物活性涂層 278
9.5　生物醫(yī)用鎂合金及器件的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景 279
參考文獻 281