鎂及鎂合金應(yīng)用研究文獻綜述鎂是在使用金屬中最輕的結(jié)構(gòu)金屬，其密度為1.738g/cm3，比重大約是另外一種常見輕質(zhì)金屬鋁的2/3。但是純鎂的力學(xué)性能相對極低，導(dǎo)致在一些產(chǎn)品的應(yīng)用方面受到限制，更是難以滿足工程中實際服役情況REF_Ref12386\n\h[10]。通過金屬合金化制備的鎂合金，不僅可以大大提高其力學(xué)性能和高比強度的特性，而且在相關(guān)抗腐蝕性能方面也有很大的提升。在一直提倡環(huán)境節(jié)約型和資源可持續(xù)發(fā)展的背景下，鎂合金在汽車和國防軍工等領(lǐng)域內(nèi)的輕量化應(yīng)用效果良好，具有極其重要的實際工程應(yīng)用價值。當(dāng)前，世界上一些主要軍事強國和航天大國，都十分重視新型鎂合金的研究和開發(fā)，不斷投入研究成本，深入發(fā)掘各種鎂合金的高強性能，通過研究發(fā)現(xiàn)新材料來提升其各方面綜合性能，以此推動國家的高端裝備和高尖技術(shù)的發(fā)展。美、歐等發(fā)達國家在各種武器裝備、航天配套結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)中大量采用性能優(yōu)良的新型鎂合金材料作為結(jié)構(gòu)件減重。在汽車的結(jié)構(gòu)件方面，英國曾經(jīng)順利研究出來柴油機的鎂合金箱體，該材料技術(shù)為降低在城市之間的噪音發(fā)揮了一定的作用，該輕質(zhì)化的材料也為汽車節(jié)約了不少的燃料和加大了汽車的馬力。另外，在歐洲的一些主要發(fā)達國家在高端武器裝備系統(tǒng)零件設(shè)計中大量采用了新型的高性能鎂合金，這大大提高了其在惡劣環(huán)境中的服役要求REF_Ref12415\n\h[11]?？傊?，隨著裝備更新?lián)Q代的要求，對其性能的要求也提出相應(yīng)的更高標(biāo)準(zhǔn)，從而也就導(dǎo)致了絕大多數(shù)國家把鎂合金材料作為主要的研究方向。在鎂合金中添加不同含量的稀土元素，可有效提高其力學(xué)性能，目前被認(rèn)為最具實際工程運用價值的新型鎂合金化元素。傳統(tǒng)的鎂合金由于具有在常溫下變形困難，強度性能不高等缺點。因此，為了使鎂合金性能可以進一步提高，可以通過添加不同含量的稀土元素，來達到細化鎂合金晶粒的功能；同時，由于稀土元素相對較活潑，能夠與氫、氧等元素通過發(fā)生一定的化學(xué)作用來達到凈化晶界的作用，以此來提高鎂合金的耐腐蝕性能。除此之外，稀土元素還可以與鎂形成第二相，從而進一步提高鎂合金的強度和韌性REF_Ref12494\n\h[12]-REF_Ref12503\n\h[14]。近年來，隨著對環(huán)保問題的高度重視，汽車行業(yè)的輕量化設(shè)計已成為其重要的研究問題。目前，采用鎂合金制造的高級轎車輪轂、汽車的減速器及各種車型的減震器等部件，這樣不僅可以把整個車質(zhì)量減輕，進而減少汽車在行駛過程的汽油消耗和廢氣污染物的排放，而且也能進一步提高汽車的行駛速度。同時，我國的一些生產(chǎn)自行車廠家也開始將相關(guān)大量零部件用鎂合金來替代，進而運用于高級自行車上。在航空航天的應(yīng)用領(lǐng)域，其相關(guān)航天的配套產(chǎn)品，不僅需要盡量保持輕量化,而且還需要鎂合金在高溫環(huán)境下還能擁有良好的力學(xué)性能,這就可以充分發(fā)揮稀土鎂合金在航空航天的優(yōu)勢。為了進一步提高相關(guān)產(chǎn)品的力學(xué)性能，也可以再選擇合適的材料基礎(chǔ)上，再選擇整體成形結(jié)構(gòu)件，這樣不僅實現(xiàn)了對構(gòu)件的減重的要求，也可以顯著改善構(gòu)件的整體性能。如運載火箭的燃料箱整體壁板、航天飛機的整體壁板以及飛機的中央翼和外翼整體壁板、進氣道壁板等REF_Ref18597\n\h[15],REF_Ref18604\n\h[16]。這些整體壁板可以避免金屬流線中斷，減小應(yīng)力集中，提高相關(guān)構(gòu)件的使用壽命和增加一定的安全系數(shù)。圖1-2機身框架Fig.1-2Fuselageframes在軍工配套產(chǎn)品裝備系統(tǒng)中，例如，某型號的導(dǎo)彈殼體和雷達衛(wèi)星的內(nèi)部也有大量帶筋結(jié)構(gòu)件存在REF_Ref18855\n\h[17]REF_Ref18865\n\h[20]，如圖1-3所示。該類內(nèi)環(huán)筋筒形件、錐形殼體內(nèi)部往往分布有不同形狀及規(guī)則的內(nèi)筋，以滿足產(chǎn)品的一些特定功能和強度等諸多方面的需要。這些產(chǎn)品內(nèi)部的筋一般有兩種分布情況，一種是再其產(chǎn)品內(nèi)部縱向分布的筋，稱為縱向筋。如某系列導(dǎo)彈的各段艙體內(nèi)均勻布有許多縱筋，另外一種是其產(chǎn)品的內(nèi)部徑向所分布的筋，稱為內(nèi)環(huán)筋。例如某薄壁導(dǎo)彈錐形殼體內(nèi)帶有環(huán)筋。為了達到產(chǎn)品服役所需要的性能，這類構(gòu)件需要整體一次成形，這樣就可以避免金屬流線中斷，減小在關(guān)鍵部位的應(yīng)力集中，提高構(gòu)件在使用過程中的安全可靠性。然而，這類內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及所要求的力學(xué)性能較高，給其加工帶來許多困難。圖1-3帶內(nèi)筋筒形件Fig.1-3Cylindricalstructurewithinnerribs參考文獻高永迪.試論鋁合金材料在未來汽車輕量化中的應(yīng)用與發(fā)展[J].世界有色金屬,2019,(21):174+176.李芳,管仁國,鐵鏑,劉楚明,樂啟熾,宋江鳳,曾小勤,蔣斌.我國先進鎂合金材料產(chǎn)業(yè)2035發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國工程科學(xué),2020,22(05):76-83.ZhouJ,WanXM,LiY,etal.OptimalDesignandExperimentalInvestigationsofAluminiumExtrusionProfilesforLightweightofCarBumper[J].KeyEngineeringMaterials,2013,585:157-164.王惠芬,楊碧琦,劉剛.航天器結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來展望[J].材料導(dǎo)報,2018,32(S1):395-399.馬守倉.試析軌道交通車輛車體結(jié)構(gòu)材料輕量化產(chǎn)業(yè)發(fā)展及展望[J].內(nèi)燃機與配件,2019(24):174-175.王安東.汽車車身用新型6000系鋁合金板材性能研究[D].大連理工大學(xué),2011.郭巨壽，于霞，李愛平,等.發(fā)動機泵體精密熱模鍛成形工藝研究[J].精密成形工程，2014（11）：111-115．張玉勛,易幼平,李云,等.鋁合金機輪輪轂鍛造流線仿真與實驗研究[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,42(7):1967?1972.葛堯.高速列車輪轂制動盤的塑性成形工藝分析[D].吉林大學(xué),2018.陳振華.鎂合金[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004:1-2張津,章宗和等編著.鎂合金及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:319.冀麗安.鎂合金及稀土鎂合金淺析[J].稀土信息,2020(05):34-38.曾小勤.稀土鎂合金研究與應(yīng)用進展[J].稀土信息,2016(02):26-29.胡文鑫,楊正華,陳國華,曹永存.稀土元素對鎂合金組織結(jié)構(gòu)與性能影響的研究進展[J].稀土,2014,35(05):89-95.曾元松，黃遐,李志強.先進噴丸成形技術(shù)及其應(yīng)用與發(fā)展[J]．塑性工程學(xué)報，2006,13（3）：23-29．任立強．壁薄筋高叉形類鍛件鍛造工藝[J]．鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004，39（2）:59-61．王紅,初冠南.整體帶筋壁板彎曲成形力學(xué)條件分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2012，47（5）：63-65．IsmailNawi,S.M.Mahdavian-Hydrodynamiclubricationanalysishetubespinningprocess.wear,19980200):145-153.許培炎,賈虎生,程衛(wèi)文.帶內(nèi)筋鋁合金筒形件的成形技術(shù)探討[J].飛航導(dǎo)彈,2015,03:81-83.田達成．精密鑄造實用新技術(shù)和質(zhì)量檢測實物全書[M]．北京：當(dāng)代中國音像出版社，2005．楊平，單德彬，高雙勝，等