鑄錠凝固時，隨著冷卻速度的加大，減小了脆性溫度區(qū)間，提高了固液區(qū)的金屬的塑性，有利于減少熱裂紋。晶粒粗大的凝固著的錠的脆性溫度也較大。過熱合金熔體將使晶粒粗化，加大脆性溫度范圍，降低合金的塑性，從而加大脆性敏感性。
晶粒形狀也對脆性區(qū)范圍和固液區(qū)的塑性大小有影響，柱狀晶的不但脆性區(qū)較大，且其固液區(qū)的塑性也較低，因而易形成熱裂紋。
鑄造速度、鑄造溫度、冷卻強度、鑄錠尺寸及形狀都對鑄錠凝固速度有著直接影響，因而直接影響鑄錠的內(nèi)應(yīng)力、脆性區(qū)大和固液區(qū)的塑性。在鑄造鎂合金錠時，不能同時不適當(dāng)?shù)丶哟箬T造速度與冷卻強度，否則會加大熱裂紋敏感性。鎂合金有較大的熱裂紋敏性，裂紋的分布形式主要與工藝條件有關(guān)，常見形式有表面裂紋和發(fā)狀裂紋。
冷裂紋
鑄錠中的冷裂紋是在凝固以后形成的，是當(dāng)鑄錠冷卻到低于不平衡固相線溫度以下時，由于鑄錠收縮困難造成的，即取決于當(dāng)時鑄錠的內(nèi)應(yīng)力大小和塑性高低。鑄造應(yīng)力可分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和收縮阻力。在連續(xù)鑄造時，鎂合金的相變應(yīng)力可不考慮，主要是其余的兩種應(yīng)力，但是收縮力也不大，同時可調(diào)控，因此，熱應(yīng)力是主要的，所以冷裂紋取決于在固態(tài)時鑄錠內(nèi)部熱應(yīng)力的大小和塑性高低。
熱應(yīng)力的產(chǎn)生是由于鑄錠內(nèi)外各層間的收縮不同步與收縮系數(shù)的相異，例如直徑530mm MB15合金圓錠，在鑄造速度為33.6cm/min時，中心部分的平均冷卻速度為48℃/min，而外表層的為58℃/min，這種差別必然導(dǎo)致收縮系數(shù)不一樣，另外各層的收縮時間也不同步，表皮先收縮，中心后收縮，這就會使鑄錠內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。一旦這種熱應(yīng)力超過鑄錠的屈服Rp0.2，就會形成冷裂紋。
熱應(yīng)力大小除與線膨脹系數(shù)α及溫差有關(guān)外，還與合金的正彈性模E有關(guān)，鎂合金的E小，只有45000N/mm2，熱應(yīng)力也會小一些。另外，在鎂合金鑄造過程中所允許的結(jié)晶速度較低，產(chǎn)生的熱應(yīng)力不大，故鎂合金鑄錠產(chǎn)生冷裂紋的幾率不高。
鎂合金的是一類前景廣寬的功能材料，典型的功能材料為：鎂儲氫材料、醫(yī)用鎂材、阻尼鎂材、鎂電池材料、鎂陽極材料等。功能鎂合金是一類新型的高技術(shù)材料，是鎂產(chǎn)業(yè)的一個新領(lǐng)域，是世界材料工作者關(guān)注的重要焦點之一。鎂合金是一類可降解新型醫(yī)用材料，具有的優(yōu)勢和潛力。
在常壓與約250℃時鎂與H2可形成MgH2，而在低壓與重高溫度下又能釋放氫，因而是一類有效的儲氫材料，純鎂的儲氫率高達(dá)7.6%，即10kg鎂中可以儲存0.76kg氫，把氫儲存在合金中，可以控制釋放速度，使用安全性。
鎂的電極電位低，具有非常的電化學(xué)性能，可以作為一次電池與二次電池的電極，可用于制造各種高容量電池，鎂與鋰的物理化學(xué)性能相似，但鎂電池，對環(huán)境友好，安全性高、易操作，資源豐富，價格合理，作為電池材料具有的優(yōu)勢。目前商用鎳氫電池的儲氫材料為LaNi5，儲氫量僅約1.4%，比容量約330mAh/g，限制了鎳氫電池的應(yīng)用的推廣。上海交通大學(xué)通過向LaNi5添加少量Mg，大大提高了其電化學(xué)容量，其比容量達(dá)到400mAh/g，并有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
用儀表板橫梁通常采用鋼管和鋼板沖壓件組合焊接制造，此類鋼制儀表板橫梁總成的組成零件數(shù)量多，需要焊接組裝，不利于尺寸控制，且整體重量大，不符合輕量化理念。而根據(jù)文獻(xiàn)報道，采用鎂合金壓鑄的儀表板橫梁可減重50%以上，輕量化效果非常明顯。主要是因為鎂合金是目前應(yīng)用的金屬結(jié)構(gòu)材料中輕的，具有密度小，比強度和比剛度高，阻尼性、切削加工性和鑄造性能好等優(yōu)點，因此鎂合金儀表板橫梁在國外汽車產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。
本文主要從設(shè)計選材、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能驗證等方面，簡要介紹AM60B鎂合金在奇瑞某車型的儀表板橫梁上的應(yīng)用情況。
鎂合金儀表板橫梁的特點
鎂合金儀表板橫梁與鋼制儀表板橫梁相比具有以下特點：
?。?）輕量化 鎂合金的密度為1.78g/cm3，僅為鋼密度的1/4，減重在50%以上。
（2）零件集成化程度高，尺寸穩(wěn)定 與鋼制件相比，鎂合金儀表板橫梁采用整體壓鑄的生產(chǎn)工藝，可以把傳統(tǒng)鋼質(zhì)CCB的20多個零件集成為一個件。
（3）安裝尺寸精度高 由于采用整體壓鑄，尺寸精度很高，所有的尺寸公差都可以控制在0.5mm以內(nèi)，解決目前鋼骨架安裝過程中的干涉和異響等問題。
?。?）設(shè)計靈活 由于采用壓鑄工藝，產(chǎn)品工藝性好，零件形狀的設(shè)計自由度大。
（5）綠色環(huán)保 鎂合金材料可以回收利用。
鎂合金的選擇
目前鎂合金的種類有很多，汽車工業(yè)采用較多的是AM系和AZ系合金，常用鎂合號主要有AM60B和AZ91D。其中AM60B的鋁含量較低，由于隨著鋁含量的降低，材料的韌性逐漸增高，故與AZ91D相比，AM60B的韌性和塑性較好。AM60B是高純牌號，因此具有和AZ91D一樣優(yōu)良的耐蝕性能，且與A380鋁合金相比，耐蝕性更加。
本文所介紹的儀表板橫梁形狀復(fù)雜、體積龐大而且壁厚不均，要求承載各種儀表儀器，因此需具有較高的韌性和強度。通過綜合考慮AM60B和AZ91D的性能以及參考有關(guān)文獻(xiàn)資料，終決定選用AM60B（性能見表1）作為制造儀表板橫梁的材料。
表1 AM60B鎂合金的化學(xué)成分和物理性能
石柱生產(chǎn)鎂合金焊絲鎂合金焊絲價格鎂合金焊絲廠家
100元
產(chǎn)品名：鎂合金焊絲廠家,鎂合金焊接,鎂合金焊絲價格
哈密銷售鎂棒鎂粉棒
100元
產(chǎn)品名：鎂棒,鎂粉棒,鎂棒規(guī)格
南通鎂合金報價上海隆司鎂合金
118元
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118元
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北辰進(jìn)口鉬Mo1鉬合金
680元
產(chǎn)品名：鉬Mo1鉬合金,鉬絲,鉬棒,鎢鉬,鉬鎳
WE43輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料懷柔環(huán)保稀土鎂合金
350元
產(chǎn)品名：稀土鎂合金,WE43
孝感鈦合金鈦
385元
產(chǎn)品名：鈦合金,鈦
鈹銅絲
3500元
產(chǎn)品名：鈹銅,鈹銅棒,鈹銅管,鈹銅板