按成形工藝，鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金，兩者在成分、組織性能上存在較大差異。
鑄造鎂合金主要用壓鑄工藝生產(chǎn)，其主要特點是生產(chǎn)效率高、可生產(chǎn)薄壁及形狀復雜的構件，且鑄態(tài)組織優(yōu)良、鑄件表面質量好、尺寸精度高。在合金中加入鋁可強化鎂合金并使其具有優(yōu)異的鑄造性能，為了便于壓鑄，鑄造鎂合金中的鋁大于3%，同樣為了降低熱裂傾向，鑄造鎂合金中的鋅含量不超過2%。鑄造鎂合金應用于汽車零件、機件罩殼和電器結構等。
與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金組織更細、成分更均勻、內(nèi)部更致密，因此變形鎂合金強度和延伸率均較高。第一次世界大戰(zhàn)以來，變形鎂合金獲得了較系統(tǒng)地研究與發(fā)展，并形成系列的鎂合金系。變形鎂合金的板材、擠壓材以及鍛件等塑性加工產(chǎn)品在軍用飛機、航空航天、賽車等領域得到了較多的應用。
目前鎂合金形成了一個較完整的體系，但鎂合金牌號還沒有形成國際通用的標準。美國材料試驗協(xié)會(ASTM)的命名方法應用更普遍一點，其命名方法是由“字母-數(shù)字-字母”三部分組成的命名系統(tǒng)。第一部分的二個字母表示兩種主要兩種合金元素，第二部分數(shù)字分別表示這兩種元素含量的重量百分比，第三部分的字母是用來區(qū)分具有相同標稱成分的不同合金。
暫不考慮鎂鋰合金，下面介紹具有密排六方結構的鎂合金。
①Mg-Al系
Mg-Al系合金一般屬于中等強度、塑性較高的最常用合金系，它們具有良好的強度、塑性和耐腐蝕性等綜合性能，而且價格較低。Mg-Al系合金中，部分AZ、AM、AE合金屬于高塑性鎂合金。Mg-Al-Zn系合金應用很廣泛。它的主要特點是強度高，并具有良好的鑄造性能。鋁是該合金系中的主要元素，其主要作用是提高合金的室溫強度，并賦于熱處理強化效果。共晶溫度(437℃)下，鋁在鎂中的溶解度為12.27%，100℃時溶解度為2.0%，因此可進行熱處理強化。鋅能提高合金的強度，改善合金的塑性，提高耐腐蝕性，但鋅增加疏松和熱裂紋的形成傾向。
AZ系中的AZ31、AZ61，具有良好的塑性、強度和耐腐蝕性等綜合力學性能，AZ31和AZ61的延伸率能達到19%以上。常用Mg-Al合金鋁含量小于10%，由于不平衡結晶，室溫狀態(tài)組織為α(Mg)+β(Mg17Al12)，β相隨鋁含量的增加而增多。在鋁含量小于10%時，隨著鋁含量增加，固溶條件下β相可全部溶入α基體中，隨Al量增加抗拉強度不斷提高；伸長率則在3～8%范圍內(nèi)達到最大值。AZ合金在固溶處理條件下塑性較好,細小晶粒組織的塑性較好。在研究AZ31B合金的軋制時，發(fā)交叉軋制板材的塑性較好。
AM系列鎂合金具有優(yōu)良的韌性，用于經(jīng)受沖擊載荷、安全性要求高的場合。AM20壓鑄態(tài)下延伸率可達20%，AM50和AM60壓鑄態(tài)延伸率可達到15%，塑性均較好。對Mg-Al-Mn三元鎂合金，當錳含量小于1%時，室溫狀態(tài)組織為α(Mg)+β(Mg17Al12)+MnAl，隨著錳含量的增加，組織中將出現(xiàn)脆性的β-Mn相，使塑性降低。
AE系合金具有較好的抗蠕變和耐熱性能，其中有些合金塑性亦較好。AE42合金具有優(yōu)良的綜合性能，同時其鑄態(tài)延伸率能達到17%，屬于高塑性鎂合金。
②Mg-Zn系
Mg-Zn系合金中，加入少量的鋯，能顯著細化晶粒并提高強度，改善合金的耐腐蝕性和耐熱性。Mg-Zn-Zr系合金具有較高的強度、良好的塑性及耐腐蝕性。
ZK60除具有較高的強度外，塑性亦較好，擠壓態(tài)延伸率能大于17%，它是工業(yè)變形鎂合金中綜合性能最好、應用廣泛的合金[51，52]。在Mg-Zn合金中添加適量的稀土、鋯或銅來凈化合金并細化晶粒，對提高塑性也有益。
③Mg-Mn
Mg-Mn系合金包括，ASTM系列中M1A和GB/T5153-1985中的MB1和MB8。Mg-Mn系合金具有良好的耐腐蝕性能、焊接性能和塑性，但強度較低，可用來制造承力不大，但要求耐腐蝕性高及焊接性好的零件。Mg-Mn系是具有包晶反應的合金系，且錳鎂間不能形成化合物。錳容易同有害雜質元素鐵化合，從而消除鐵對抗蝕性的有害影響，使得合金在海水中的腐蝕速度大大降低。在Mg-Mn合金中加入少量的稀土，能夠細化晶粒和凈化晶界，使合金塑性進一步提高。Mg-1.5～2.5Mn-0.4Ce屬于變形鎂合金，主要用于生產(chǎn)板材、棒材、型材和鍛件，應用較為廣泛，其在熱處理狀態(tài)下，強度能達到250MPa，延伸率達20～23%。
④Mg-RE
向鎂中加入稀土元素，能達到以下幾方面的作用[53-55]：1)能顯著提高高溫強度和抗蠕變性能，Mg-RE系合金能在150-250℃下長期工作或在250-300℃下短期工作；2)能改善鑄造性能，減小產(chǎn)生顯微疏松和熱裂紋的傾向；3)能改善焊接性能，并且有較高的焊縫強度；4)Mg-RE系合金的耐腐蝕性不亞于其他鎂合金，一般無應力腐蝕傾向。
鎂合金中加入RE元素可以提高合金的強度、塑性和耐熱性能。Mg-Y-Nd-Zr和Mg-Nd-Zr兩類鎂合金，擠壓并熱處理后的延伸率大于20%，是塑性優(yōu)越的鎂合金。Mg-Y二元合金在565℃時發(fā)生共晶反應：L→α-(Mg)+β(Mg24Y5)，β是面心立方晶格，晶格常數(shù)為a=2.223nm。在565℃時，Y在鎂中的最大固溶度為12%，Y溶基體中，能降低軸比，提高合金塑性。WE43是高塑性的高強度耐熱鎂合金，延伸率能達到20%。室溫下WE43合金的組織為α-Mg、Mg24Y5、Mg9Nd(或Mg12Nd)三相共存。WE43在高性能汽車和導彈中具有廣闊的應用前景。Mg-5Nd-0.5Zr合金的變形態(tài)延伸率大于20%。
⑤Mg-Li系
在鎂合金中加入輕金屬鋰，使合金密度降低，促使合金的晶體結構由密排六方向體心立方轉變，能大大提高了合金的塑性。Mg-Li合金中，當鋰大于5.7%時，β相在組織中出現(xiàn)，使合金塑性急劇升高；當鋰大于10%時，合金為β單相組織，塑性遠大于普通鎂合金，在室溫下就可塑性成形。Mg-8.7Li等合金的延伸率大于50%。Mg-8.5Li-Y合金在較高的應變速率下具有超塑性。但Mg-Li合金成本很高，限制了它在工業(yè)中的推廣應用。
(瞳)
