揭秘:{云尚注册}的成功密码随着人们生活品质的提高,对产品审美和品质的要求也在不断提升。越来越多的消费类产品采用合金材料来制作。金属材料给人高端、坚固、耐用的品质感,而传统的塑料外壳产品在消费者心中逐渐被贴上“廉价”和“低品质”的标签。对于消费类产品而言,常用的合金材料有铝合金、锌合金和镁合金。钛合金由于其生物相融性好,常用在医疗领域。本篇文章就来扒一扒这几种合金材料的特性,做个对比。
这四种合金,钛合金最硬,强度也最高。硬度方面,钛合金要远硬于其他三种合金。就抗拉强度而言,钛合金强于锌合金,其次是镁合金,强度最低的是铝合金。
但就产品结构设计而言,还需要考虑重量,如果将比重考虑进去,锌合金由于密度最大,比强度反而最小。钛合金和镁合金比强度高,但钛合金价格昂贵,加工性能不好,因此在需要综合考虑重量和强度的结构件中,多采用镁合金。
3;在标准大气压下,金属镁的熔点是(650±1)℃,沸点为1090℃。在空气中加热时,金属镁在632℃~635℃开始燃烧。因此决定了镁的制备及合金冶炼工艺比较复杂。工业用镁的纯度可达到99.9%,但是纯镁不能用作结构材料,在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度,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。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
3,镁合金比铝合金轻30%,比钢轻80%。所以,汽车及手提电子产品中镁合金已成为零件制造成理想材料。
镁合金在金属及塑料等工程材料中,具有极佳的强度/重量比。屈服强度160MPa,抗拉强度240MPa。
在保持良好的结构条件下,镁合金允许铸件壁厚最小达到0.6mm,这是塑料在相同强度下无法达到的。铝合金的压铸性能也要在1.2-1.5mm以上时才能与镁合金相比。镁合金较易压铸成型,适合大批量压铸生产(生产速度可达铝的1.5倍)。此外,镁合金模的磨损也较铝为低,主要原因就是铝的粘度高。
镁有极好的滞弹吸震性能,可吸收震动和噪音,用作设备机壳可减少噪音传递、预防冲击和防止凹陷损坏。作为LCD或是LED的背板是好的。
镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者,它的比重为铝合金的68%,锌合金的27%,钢铁的23%,它除了做3C产品的外壳、内部结构件外,还是汽车、飞机等零件的优秀材料。
镁合金的比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当,而远远高于工程塑料,为一般塑料的10倍。
3C产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。
一般金属的热传导性是塑料的数百倍,镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金,远高于钛合金,比热则与水接近,是常用合金中最高者。
镁元素在地壳中的储量居第八位,大部分的镁原料自海水中提炼,所以它的资源稳定、充分。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,力学性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀,压铸件因晶间腐蚀而老化。
锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件的形状和尺寸略起变化。
锌合金在常温下有较好的力学性能,但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。
镁合金以镁为主要成分,通常添加铝、锌、锰等元素。而锌合金则以锌为主要成分,通常添加铝、铜、镁等元素。因此,两种合金的成分有明显差异,这也导致了它们的性能特点不同。
在力学性能方面,镁合金的密度较小,强度高、刚度好、耐冲击性能强,且具有较好的防腐蚀性,故广泛应用于航空航天、汽车、电子产品等领域。锌合金则密度较大,机械性能相对较差,但具有较好的铸造性能和表面处理性能,常用于模具、压铸件、五金制品等领域。
由于成分的不同,镁合金和锌合金的耐腐蚀性能也有所差别。镁合金在大气环境下易于氧化和腐蚀,但是有些镁合金经过特殊处理后可以大大提高其耐腐蚀性。锌合金则在湿润环境下容易产生腐蚀现象,但是可通过合适的表面处理方法来提高其耐腐蚀性。
除了上述主要区别外,镁合金和锌合金还有其他一些差异。比如:镁合金燃烧性能强,且易于点燃;锌合金燃烧性能相对较差,即使是高温下也不容易燃烧。此外,由于镁合金的电化学性质较活泼,因此易于发生自腐蚀现象;锌合金虽然不太容易自腐蚀,但在电化学方面的性质相对较差。
综上所述,虽然镁合金和锌合金都是常见的金属合金,但它们的成分、机械性能、耐腐蚀性能等方面存在较明显的差异。因此,在具体应用时,需要根据不同的需求和使用环境进行选择。
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
钛的导热系数λ=15.24W/(m·K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
钛合金和镁合金都是轻金属材料,比一般的钢铁材料轻很多。钛合金的密度约为4.5克/立方厘米,而镁合金的密度则仅为1.7克/立方厘米,因此总体上来说镁合金比钛合金更轻。
钛合金和镁合金在强度方面也有所不同。钛合金具有高强度和优异的机械性能,可以承受高温和高强度的应力。而镁合金则较为柔软,具有较低的强度和硬度,但是也可以在一定条件下发挥出很好的性能。因此,在具体应用中需要根据具体要求来选择不同的材料。
钛合金和镁合金都具有较好的耐腐蚀性能,但是镁合金的腐蚀性还是相对较强的,尤其是在潮湿的环境中容易腐蚀和变形。而钛合金则具有更为优异的耐腐蚀性能,特别是在海洋环境中,因此常用于制造海工设备等。
总体来说,钛合金和镁合金都是优秀的轻金属材料,在不同领域有着广泛的应用。钛合金的密度相对较大,但是强度更高,且耐腐蚀性能更为优异,适用于制造需要高强度和耐腐蚀性的场合。而镁合金比较轻,但是强度较低,通常适用于制造部分要求轻量化、柔软的零部件和器具。

