日本研發(fā)高強度鎂合金件 未來或?qū)⒂糜谲嚿砑?/h4>
2017年07月26日 8:56 5136次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 鎂資訊
據(jù)外媒報道，日本國立物質(zhì)材料研究所（National Institute for Materials Science，NIMS）的研究團隊與國立長岡技術(shù)科學大學（Nagaoka University of Technology）共同研發(fā)了新款高強度鎂合金板（Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn–0.3Zn）。
相較于某些車企當前車身鈑金件所采用的鋁金屬薄板（aluminum sheet metal），其常溫下的成型性能相當出色。經(jīng)熱處理后，該款鎂合金的強度比鋁合金高，其僅用到常見的金屬材料，未來或?qū)⒊蔀橐豢畹统杀镜妮p量化車用薄板。
很久以前，輕量化的鎂合金就已引起汽車行業(yè)的關注，眾多車企希望將該材料應用到各類汽車應用中。然而，由于鎂合金在室溫下強度低、成型性能差，阻礙了鎂板狀合金的應用推廣。通常，延展成型能力（stretch formability）與屈服強度（yield strength）呈現(xiàn)逆向相關性。為此，很難同時確保高強度及高成型性能。
但最近的研究表明，稀釋Mg–Al–Ca–Mn （AXM）系統(tǒng)的配比后，或?qū)⒅瞥晒I(yè)級鍛造合金（wrought alloys），使其擁有非凡的高速擠出性（high-speed extrudability），其時效硬化感受性（age-hardening response）也極快。若能將其應用到板狀合金，預計將對汽車行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
因此，該團隊曾多次嘗試通過AMX系統(tǒng)研發(fā)板狀合金（sheet alloys）。在加工Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn at.%（原子百分比）合金期間，其發(fā)現(xiàn)只需將少量的鋅（0.3 at.%）添加到Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn合金后，將大幅提升其延展成型性能。此外，經(jīng)過短時老化（subsequent short time aging）將導致含鋅合金強度呈現(xiàn)大幅提升。
新研發(fā)的合金被取名為AXMZ1000，該款合金在常溫下的成型性能可媲美中等強度的鋁合金，后者多被用于制造汽車車身件。此外，該合金的強度比鋁合金高1.5-2倍。
向該款合金加入少許鋅及鎂金屬后，將形成細粒結(jié)構(gòu)（fine grain structures）；加入鋁和鈣后，將實現(xiàn)高強度，這得益于原子團簇（atomic clusters）的生成，進而提升了合金的強度。
新研發(fā)的合金均由普通金屬制成，其材料成本并不昂貴。該合金的制作及熱處理工藝簡單，可將該合金加工為金屬薄板，所用工藝也常見于鋁合金制造中。
責任編輯：淮金
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