通常以三种方式对镁合金进行分类:化学成分、半成品加工工艺、是否含锆或铝。
化学成分
指其主要合金元素:Mg-Al、Mg-Mn、Mg-Zn、Mg-Si、Mg-RE、Mg-Zr、Mg-Th、Mg-Ag和Mg-Li等二元合金;Mg-Al-Zn、Mg-Al-Mn、Mg-Mn-Ce、Mg-RE-Zr、Mg-Zn-Zr等三元合金;Mg-Zn-RE-Zr、Mg-Al-Mn-Zn、Mg-Zn-RE-Zr、Mg-Zn-Zr-Ag、Mg-Al-Mn-Zn等四元合金;以及更复杂的多元合金,如Mg-Ag-Th-RE-Zr等。、
常规镁合金品种远不及铝合金,不如铜合金丰富,但新的合金体系不断涌现,镁合金的优异性能脱颖而出,其中一些特别是新合金元素成为热点。
在现有镁合金中加入钙、锶、钡、锑、锡、铅、铋等表面活性元素等微量合金元素,重新设计合金成分,获得良好的综合性能或具有特殊性能的新型镁合金。新型航天含钍镁合金已得到实际应用,如用于制造火箭和航天器部件的Mg-Th-Zr、Mg-Th-Zn-Zr和Mg-Ag-Th-RE-Zr合金,取得了良好的效果。结果。然而,Th是一种对人体健康和环境有害的放射性元素。限制使用。一些国家,如英国,将Th含量大于2%的合金作为放射性材料的法规和规定。这不仅繁琐,而且增加了制造零件的难度和生产成本。稀土元素可以赋予镁合金一系列优异的性能,有望成为替代钍的理想镁合金元素。看来Mg-RE合金前景光明。
根据成型工艺
镁合金可分为:铸造和变形,前者占镁消耗量的85%以上,由于镁合金加工成型性能差,生产工艺复杂,加工成本高,在很大程度上限制了其应用范围.这两类合金在成分和冶金组织性能上有很大不同,铸造镁合金主要用于压铸运输设备、机械、电子电器产品等零配件。压铸镁合金具有铸造效率高、表面质量优良、铸造组织好、晶粒细小均匀等优点,可制造形状复杂、任意壁厚的工件。
铝有很好的强化作用,镁合金的铸造性能很好,但铝含量不能低于3%;锌也是镁合金的增强元素,但当其含量超过2%时,有很强的热裂倾向;Mn可与Al、Fe结合形成密度大于镁合金熔体的AlFeMn化合物,因此AlFeMn化合物会沉入炉底并与熔渣混合,从而去除有害杂质Fe。Mn还可以细化组织;稀土元素可用于为镁合金的铸造性能引入一些其他特性。Ni、Fe、Cu降低镁合金的耐蚀性,是极有害的杂质,应严格控制其含量。
为促进镁合金在结构中的应用,应加强对变形镁合金的研究。由于镁是致密的六方晶格,其塑性变形能力远低于铝和铝合金,几乎不可能获得既具有高室温强度又具有良好加工性能的镁合金。因此,镁合金的早期变形不含有金属间化合物或在设计时应其组织要求尽可能少,使镁合金保持良好的塑性和力学性能,合金强度性能的提高主要靠固溶强化。合金元素和塑性变形引起的工艺硬化。
目前变形镁合金使用的主要合金元素有铝、锰、稀土、钇、锆和锌,一方面可以提高镁合金的强度性能,提高镁的热变形能力。合金有利于锻造和压制。AZ31B、C、E合金强度高、塑性好,被广泛用于挤压生产。它们是Mg-Al-Mn-Zn合金,合金元素相同,但杂质含量不同。对于轧制板带材中的AZ31系列合金,随着铝含量的增加,开裂倾向增大,因此AZ61合金几乎从不用于轧制板带材。
是否含锆或铝:
铝、锆是镁合金最重要的合金元素,因此根据是否含有铝和锆,可分为含铝或含锆的镁合金和不含铝或锆的镁合金。
锆是镁合金的一种有价值的合金元素,具有强烈的晶粒细化作用,但与Mn、Al结合形成稳定密度的金属间化合物,沉入坩埚或炉底,减弱甚至消除有害。它应该扮演的角色。所以除了MBI5合金外,其他变形镁合金都不含锆,铸造镁合金ZM5、ZM10也一样。