阿鲁科尔沁旗高强镁合金材料高强镁合金材料厂家
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镁合金具有低密度、高比刚度和比强度、良好的减震性能和电磁屏蔽性能、易加工、构件尺寸相对稳定、环保等优点,广泛应用于汽车、航天航空、通讯电子等领域。新能源汽车和5G通讯关键部件的轻量化对镁合金材料的性能和成形技术提出了更高的要求,而现有镁合金材料及其成形技术不能完全满足需求,因此有必要开展高强、高导热以及铸造工艺性能的新型压铸稀土镁合金的开发。AZ91D是常用的商业压铸镁合金,由于良好的铸造性能和室温综合力学性能,常用来制作汽车方向盘、仪表盘、座椅、变速箱外壳等部件,但是其力学性能相对较差,限制了其更广泛的应用。稀土RE可以净化合金熔体,改善合金微观组织,提高合金室温及高温力学性能、耐腐蚀性能等,在AZ91D合金中添加适量的Ce、Nd、Pr、Y等稀土后,细化晶粒,析出Al-RE新相,减小β-Mg17Al12的尺寸,提高力学性能和耐蚀性能等。这些研究主要为稀土对AZ91D合金力学性能或耐蚀性能的影响,而包含导热性能和流动性能的综合性能研究则少有报道。为此,本研究在优化的工艺参数下传统压铸获得AZ91D和AZ91D-1.11Nd两种合金试样,分析压铸态微观组织,对比其压铸态拉伸力学性能、硬度、导热性能以及流动性能,为拓宽高强高导热压铸镁合金应用提供技术支撑。
镁合金凭借其低密度、高比强度、高比模量、良好的导热导电性、的电磁屏蔽性和减震性、易于回收等优势,在航空航天、武器装备、3C民用、汽车等领域有的应用前景。
然而镁合金存在强度低、耐腐蚀性差、成型性能差、成本高昂等特点,严重阻碍了镁合金的推广和应用。
近日,中铝轻研在镁合金领域取得突破性进展,解决了镁合金板材在变形过程中的组织调控问题,工业化实现镁合金的超细晶化,成功制备出兼顾强度与塑性的高强韧镁合金,让以镁代钢成为可能。
该镁合金的抗拉强度超过400MPa,屈服强度高达360MPa,同时延伸率达到了13.9%。
高强度、高韧性镁合金是今后研究的热点。为了提高镁合金的力学性能,包括合金化、变形和热处理,人们已经进行了数十年的系统研究。稀土合金化是提高镁合金强度常用的方法,其强化机制为析出硬化强化和固溶强化。然而,典型的高强度镁合金具有较高的稀土(RE)添加量(RE> wt%)。例如,Li等开发了一种屈服强度(YS)为470 MPa,伸长率为4.5%的高强度Mg-13Gd合金。Yu等人提到Mg-11.7Gd-4.9Y-0.3Zr合金,在所有Mg-RE合金中屈服强度高(500 MPa),但伸长率仅为2.5%。这些合金强度高,塑性低,稀土含量高,成本高。低合金化条件下的镁合金是目前研究领域的热点。Mg-Zn-Mn-Sn合金以其较高的抗拉强度和较低的生产成本在该领域引起了广泛的关注。Chen等人通过添加Sn对Mg-Zn-Mn-Ca合金的力学行为进行了研究,得到了抗拉强度为332 MPa,伸长率为10.0%的高强度高塑性合金。Zhao等人报道了Mg-Zn-Mn-Sn-Gd合金在强度和塑性之间的良好平衡。尽管如此,由于稀土元素的加入,在凝固过程中形成了高熔点的金属间化合物MgSnRE相,其尺寸普遍较粗且难以控制,严重影响了合金的性能。
镁合金的密度较低,约为铝合金的2/3,钢铁的1/4,因此它是一种非常轻量化的材料,适用于那些对重量要求较高的应用。
它在轻量化的同时具有较高的强度,使得它在许多工程领域可以代替传统材料,提高结构的强度与稳定性。
它具有的导热性和导电性,适用于一些需要散热或导电性能的应用,电子设备或汽车零部件。
它具有较高的比强度,即单位质量下的强度较大,使其成为航空航天、汽车工业等领域轻量化设计的理想选择。
镁合金可以通过压铸、挤压、锻造等多种成型方法,实现复杂形状零部件的大规模生产。镁合金在高温下依然具有良好的塑性和抗变形性,有利于热加工和成形。
科学家和工程师通过添加合金元素或进行表面处理等方式,有效改善了镁合金的腐蚀性能,使其适用于更广泛的应用场景。
镁合金是一种环保材料,它可以与环境中的氧气和水进行反应,生成氧化镁和氢气,不会产生对环境有害的废弃物。镁合金具有很好的可回收性,对于节约资源和保护环境具有积极意义。
它作为轻量高强的未来材料之选,具有诸多优势,包括高强度与轻量化优势、良好的加工性能和成型性,以及其耐腐蚀性与环保特点。
这些优势使得镁合金在航空航天、汽车工业和医疗设备等领域拥有广泛的应用前景,同时也为材料科学领域的研究者带来了新的挑战和机遇。