晋源生产新型超塑性镁合金新型超塑性镁合厂家
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近些年,镁合金作为轻的结构金属材料,在航空航天、汽车、电子通讯等领域具有显著的轻量化潜力,应用前景十分广阔,受到广泛关注。然而,镁合金为密排六方结构,可开启的滑移系有限,导致室温塑性低、成形性差。近年来,大量研究工作基于合金化和加工方法,通过细化晶粒、弱化基面织构、促进非基面滑移开启、减轻或消除各向异性等策略,显著提升了镁合金的塑性。大量研究结果表明合理的选择合金化元素可调控第二相的种类和含量,采用合适的热机械加工可有效调控第二相的尺寸和分布,为高强塑性镁合金的可控制备奠定了基础。
Ca可起到与稀土元素相近的作用,降低c/a比值、弱化织构、细化晶粒、促进非基面滑移开启。通过高速挤压(24 m/min),Mg-1Al-0.3Ca-0.5Mn合金不仅可保持较高的屈服强度(~287 MPa),还具有~20%的高延伸率。基于基面-柱面位错交滑移不但可以加速峰时效,还可以显著提升塑性。Mn的加入可降低柱面滑移CRSS,对塑性提升产生有利作用,Mg-1Mn合金具有~39%的高延伸率。Li的加入同样可提升镁合金塑性,促使基轴由基面取向旋转至横向(TD)。随Li含量由5%升高至11%,Mg–xLi–3Al–1Sn–0.4Mn合金延伸率由~16%提升至~35%,归因于晶格类型由密排六方转变为体心立方且基面织构有所弱化。综上所述,多元合金化设计将为新型高塑性镁合金的发展开辟新道路。
通常,合金化可起到强化基面滑移、激活非基面滑移、加速交滑移、弱化基面织构及细化晶粒等作用,从而减少基面与非基面滑移间CRSS 差值,提升镁合金塑性。然而,对于大多数镁合金而言,仍难以实现强度和塑性的同步提升。为了获得高强塑性镁合金,一方面可通过巧妙的合金成分设计结合加工工艺,充分发挥溶质原子合金化作用。例如,提升凝固冷却速度或采用压力成形促进过饱和固溶体形成,过饱和溶质原子不仅可产生额外的固溶强化作用以提高强度,还可以强化软变形模式(基面滑移或孪生)、促进非基面滑移开启以提高塑性。此外,采用新型加工工艺,通过巧妙设计并调控镁合金微观组织,亦可实现强塑性同时提升。近期研究发现引入异构/混晶、梯度/层状异质结构、形成高密度纳米析出相/团簇和纳米孪晶是实现金属结构材料(包含镁及其合金)强塑性同步提升行之有效的策略。总之,充分发挥元素合金化作用并引入异构组织,有望为发展高强塑镁合金及其应用开辟新道路。