南港区生产新型超塑性镁合金新型超塑性镁合厂家

镁合金作为轻的金属结构材料，在航空航天、武器装备、汽车、3C电子等领域具有的应用潜力。低的室温塑性一直是限制镁合金广泛应用的主要阻碍之一。HCP结构提供了有限数量的可激活的滑移系统，并且只有两个立的基面滑移系统易于激活，远不能满足Von Mises/Taylor准则。获得超细晶 (约1 μm及以下) 是提高镁及其合金室温塑性的重要手段，然而获得超细晶往往需要特殊的设备和工艺，限制了广泛推广应用。

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。

根据密度泛函理论（DFT），大部分非稀土元素，如Al、Zn或Ag，有助于提升Ⅰ型锥面和Ⅱ型锥面间交滑移激活能垒，阻碍交滑移开启，通常会对塑性产生不利影响。然而，Mg-3Al-1Zn（AZ31）合金的塑性通常纯镁，归因于纯镁存在明显的剪切带和大量二次孪晶，导致塑性变形不稳定，易产生应力集中。近期，Ahmad等人使用DFT理论预测了含有大量新型合金元素（如K、Sr和Li）的三元和四元非稀土Li-Al、Li-Zn基合金的塑性变形能力。通过引入塑性因子χ，对交滑移阻力加以表达，量化合金元素提升塑性的效果。当塑性因子χ= 1时，交滑移速率PB转变速率10倍，足以显著提升塑性；当塑性因子χ< 0时，将对塑性产生不利影响。此研究可进一步预测含有Sr、Mn、K、Sn、Ca和Zr元素的多元镁合金的塑性变形行为。通过对比Mg-Al-Zn-Ca-Mn、Mg-Zn-Sr及Mg-Mn-Sr合金实验结果，证实了理论的准确性。

现在人们也认识到，ECAP加工在AZ31合金中产生了的超塑性性能，分析表明晶界滑动可能是控制速率的机制。

实际上，AZ31合金是一种单相镁合金，预计在高温超塑性变形过程中，第二相的缺失将导致动态晶粒长大。近的一项分析证明了在镁合金中保持非常小的晶粒尺寸对于超塑性流动的重要性。

金属及合金在一定条件下的流变应力应变速率敏感性指数m大于0.3，表现出特大伸长率（200%~3000%）的性能称为超塑性。镁合金的室温变形能力低，但是在超塑性状态下却有很高的塑性，可利用超塑性加工形状复杂的零件与模锻件。

对于大多数镁合金来说，仍然难以实现高强度-塑性协同作用。为了克服权衡困境，一种方法是通过精心设计合金和定制加工路线来提高溶质原子的有效性，例如通过增加冷却速度和/或压力形成过饱和固溶体。过饱和固溶体中过多的溶质原子不仅可以产生额外的固溶强化以提高强度，而且还可以协同强化软模和/或促进非基底滑移的激活以提高延展性。而且，通过使用改进的和/或新颖的工艺路线来设计和控制所产生的微结构是至关重要的。实际上，近的各种研究进展表明，引入多峰/双峰、梯度/层状异质结构、在超细晶结构中形成致密的纳米级析出物/团簇和纳米孪晶对于实现强度-延展性协同作用是有效的。在包括镁及其合金在内的金属材料中。