1、本科毕业论文（20 届）镁合金在武器装备中的应用研究所在学院专业班级 材料成型及控制工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 镁合金在武器装备中的应用研究 1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，了解镁合金的分类、制造方法及工艺、特点及应用了解和掌握武器装备制造用镁合金材料的最新研究进展，为学生在毕业后从事材料成型技术工作打好基础。2主要任务 （1）查阅 30 篇以上的科技文献。至少五篇英文文献资料。（2）掌握镁合金生产和加工的最新动态
2、。（3）了解和掌握武器装备制造用镁合金材料的最新研究进展。镁合金在武器装备制造中的具体应用。（4）完成文献的收集整理，并归纳总结。（5）完成毕业设计的开题答辩、中期检查。（6）按照毕业论文的撰写要求完成毕业论文、参加答辩。3主要参考资料1 唐全波，黄少东，伍太宾.镁合金在武器装备中的应用分析J.兵器材料科学与工程，2007.22 吕渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,卢晨.镁合金在电子器材壳体中的应用J.材料导报，2000.63 黄晓艳，刘波.轻合金是武器装备轻量化的首选金属材料J.轻合金加工技术，2007.14进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，完成开题报告 12 月 1 日12
3、月 31 日2阅读相关文献，完成中文资料的归纳总结1 月 1 日3 月 10 日3 完成英文资料的翻译 3 月 11 日4 月 30 日4 完成中英文资料的汇总 5 月 1 日5 月 15 日5 撰写毕业论文，准备答辩 5 月 16 日6 月 10 日镁合金在武器装备中的应用研究摘 要：十九世纪初，西方人第一次发现了镁，距今已有 200 多年的历史。镁是最轻的结构金属材料，具有密度小、阻尼性好、加热稳定性良好、切削加工性能优良等优点。镁和其他其他金属组合在一起形成了各式各样的镁合金，以满足人们的需要。随着科学技术的发展，镁合金的生产加工技术技术也在发生日新月异的变化，并逐渐渗透进了许多行业中，
4、得到广泛应用。本文论述了镁及镁合金的简介、分类、性能特点、成型工艺方法，主要列举了国内外镁合金在武器装备中的应用实例，涉及到枪械类、坦克、装甲车、航天飞机、战斗机、导弹等行业，分析了镁合金的研究现状，同时对未来的发展前景及我国在镁合金武器装备中的发展所面临的挑战作了简单的分析，介绍了一些新型镁合金产品的应用实例，预测了未来镁合金的发展方向，指出了镁合金发展的必然趋势及其重要的意义。关键词: 镁合金；武器装备；应用Study on Application of Magnesium Alloy in Weapon EquipmentsAbstract：Early nineteenth centur
5、y, Westerners first discovered magnesium, dating back more than 200 years of history. Magnesium is the lightest structural metal materials with low density, good damping, good heat stability and excellent cutting performance. Combining other metals with magnesium together to form a wide variety of m
6、agnesium alloys, in order to meet peoples needs. With the development of science and technology, production and processing technology of magnesium alloys are also changing quickly, and gradually penetrating into many walks of life, are widely used. This paper discusses the Introduction of magnesium
7、and magnesium alloys, classification, performance characteristics, molding method, the main application examples at home and abroad in magnesium alloys in weaponry, involving firearms class, tanks, armored vehicles, spacecraft, aircraft and missiles industry, analyzed the current situation on magnes
8、ium alloy, while the challenges of the future development of Chinas development prospects and magnesium alloy weaponry in the face briefly analyzed,takes some application examples of new magnesium alloy products, predicts the future direction of magnesium alloy, points out the inevitable trend of de
9、velopment of magnesium alloy and its significance.Keywords: Magnesium Alloy Weapon Equipments Application 目 录1 前言 .III1.1 镁及镁合金的简介 .III1.2 镁合金的分类 .21.3 镁合金的性能特点 .61.4 镁合金的成型工艺方法 .82 镁合金在武器装备中的应用 .112.1 镁合金在武器装备中的应用 .112.1.1 武器装备轻量化的意义 .112.1.2 各类武器装备应用镁合金材料的分析及典型应用实例 .123 镁合金未来的发展趋势及研发方向 .223.1 镁合金在
10、武器装备中的现状及发展趋势 .223.2 镁合金研究中存在的问题及研发方向 .244 结 论 .26参考文献 .27致 谢 .2811 前言1.1 镁及镁合金的简介十九世纪初，西方人第一次发现了镁。镁在元素周期表中处于 IIA 族，属于碱土金属元素，相对原子质量为24。目前，在发现的所有结构金属中，镁的密度最低，纯镁的密度仅为1.738/。在短短的200年时间里，从镁的提炼技术到镁合金构件的生产技术都有了很大的进步。镁元素和其他金属元素按照一定的比例组合在一起可形成不同类型的镁合金，满足不同行业的需求。镁合金可以通过铸造成型、挤压成型、冲压成型、板料成形、轧制成型等方式制作各种类型的零件。同一
11、系列的镁合金用多种方法加工，其结果也是大相庭径的。由于镁元素很活泼，很容易与氧元素发生化学反应，造成镁材料的腐蚀，为了提高镁材料的耐腐蚀性能，可以对镁合金零件进行表面处理增强其腐蚀性，延长使用寿命。与其他类合金类相比，镁合金有它独特的优点，如密度小，质量轻、比硬度、比强度高、切削加工性能良好 1，同时镁对环境的污染很小，利于回收利用,基于上述提到的优点，镁合金才会飞速发展，逐渐走进了各行各业。然而，镁在空气中极易燃烧，因此镁必须在气体（SO2、CO2)保护条件下进行生产。随着镁及镁合金的提炼及加工技术的发展，镁合金已经开始应用于各行各业,镁材将会在全球范围内得到快速发展。21.2 镁合金的分类
12、1.常用镁合金共有四大系列：Mg-Al-Si(AS)系列该系列合金抗变形能力很好，在高强度条件下仍能塑性变形，常用于制造耐高温和高强度零件，如飞机、汽车的排气筒、轴承等。 Mg-Al-Zn(AZ)系列AZ 系列合金具有良好的综合力学性能，具有不错的耐盐雾腐蚀能力，工件寿命较长，适合制造阀套、离合器壳体等复杂的结构件。 Mg-Al-Mn(AM)系列AM 系列合金的韧性和塑性良好，优于其他系列，强度高，适合制造受冲击的零部件，如汽车减震器及航天飞机轮胎轴等。 Mg-Al-RE(AE)系列AE 系列合金强度很高，但易粘模，不适合压铸工艺生产，且成本比较高，故该系列镁合金暂时应用范围较小。根据不同镁合
13、金的屈服强度、抗拉强度、伸长率制造所需的结构件，如图 1.1所示。图 1.1 镁合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率32.在军事工业中应用的铝合金主要是 Mg-Al 合金、合 Mg-Al-Zn 金和 Mg-Al-Mn 合金。（1）Mg-Al 合金早期，镁合金主要用于二战时期的大炮、坦克及一些小型武器。20 世纪 60 年代后，镁合金逐渐出现在航天事业中。随后应用的是 Mg-Al-Cu 系列镁合金,如 2014 和2024,至今仍在使用。为提高 2024 的断裂韧性,美国研制出了新型高强度 Mg-Al-Cu合金。该合金的抗高温性强度高,代表合金有 5005 和 5008。其中 5005 合金因其良好
14、的塑韧性、耐热性常用于焊接中,在美国已用于实际生产中。我国研究的 Mg-Al 系列合金，在 5005 的基础上，减少了杂质含量，并加入了对合金有利的铜元素，使其性能更加完善。(2)Mg-Al-Zn 合金Mg-Al-Zn 合金最早出现在 20 世纪初，受限于当时的生产技术，该合金几乎只出现于化学家的实验室里，武器上几乎没有涉及到。到了 40 年代,伴随着二次世界大战，许多新型镁合金随之产生，并应用在了火炮等军用装备中。第二次世界大战后,出现了新型镁合金,如 7050、7010、7475 和 7055 等虽然新合金的强度、硬度都提高了，但又出现了腐蚀的问题，生产出来的零件无法在潮湿等恶劣环境中工作
15、，寿命很短。于是，科研人员结合前人的研究成果，改变了合金里各元素的比例，并加入了有利元素，制成了综合性能更好的 7005 和 7015 等合金。（3）Mg-Al-Mn 合金随着航天设备越来越追求轻量化，对镁合金的选材要求更加严格了，Mg-Al-Mn系列镁合金在近几十年得到迅猛发展。这种合金的密度更小,弹性模量更高，,在航天军工业有很好的应用前景。2098、2091、2197 等 Mg-Al-Mn 合金的抗疲劳性能很好,在F-16 飞机上已获应用。美国的 A10 攻击机（如图 1.2 所示） 、F117 隐形战斗轰炸机（如图 1.3 所示）的部分构件都采用了 Mg-Al-Mn 合金；俄罗斯的 T-50 型战斗机（如图 1.4 所示）的外壳也采用了 Mg-Al-Mn 制造。1980 年，1420Mg-Al-Mn 合金被用于制造米格 29 超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱,这使飞机的重量降低了24%2。随着科技的进步，镁合金制造工艺不断完善，目前，我国的 Mg-Al-Mn 合金研4制已取得较大成果,并在一些飞机的结构零件得到应用。图 1.2 A10 攻击机图 1.3 F117 隐形战斗机
