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铝合金最新替代材料——镁合金

来源:新材料在线 时间:2017-12-04

正交槽应变压制和快速退火显著降低了AZ31镁合金的晶粒尺寸,提高了合金的强度和室温延展性

处理前(左),处理后(右)图片来源:Elsevier

 

A*STAR研究员表明,在优化条件下,镁合金可以通过热压制得更坚固,更可行的超细晶体结构性能得到优化的材料意味着镁合金作为超轻结构材料有着更加广阔的应用前景。

铝合金目前是许多结构应用的首选轻金属,应用范围从飞机机身到智能手机机身。它轻,耐腐蚀,相对容易成型,焊接和工作。镁合金比铝合金轻三分之一,特别适用于重量很重的场合。镁合金比铝合金更耐凹痕,可塑性更好,能屏蔽电磁辐射和抑制振动。

众所周知,镁的置换是一项困难的工作,它需要高温才能成形,并且强度较低。找到一个提高镁合金力学性能和加工性能的方法可能会发掘具有现实利益材料的新应用,例如改进飞机、船舶、车辆、手机和打火机的燃油经济性。

来自新加坡制造技术研究所和南洋理工大学的Kai Soon Fong和他的同事们现在已经设计出一种预处理方法,此方法可显著提高最广泛使用的镁合金AZ31的机械强度和延展性。

研究表明,采用快速退火后的正交约束槽压技术可以提高商用AZ31镁合金板材的塑性变形性能。” Fong说道。

约束槽压涉及在加热的、波纹状的模具之间反复挤压薄金属片,如镁合金。材料这种在非常狭窄的区域上拉伸或者叫应变,引起了塑性变形,同时防止损坏并诱导微观晶粒再结晶成更精细的微观结构。通过在每一个冲压步骤之间将板材旋转90度,使材料反复变形直至整个板材加工完毕。

然后将材料加热或退火,以除去残余应力,但加热速度需要更快,时间更短,以防止颗粒再次膨胀。

“通过优化加工温度和应变速率,我们可以通过晶粒细化改善其力学性能,而不是从物理上改变合金,最后得到超细晶粒组织。” Fong说:“这种加工方法提高了机械强度和延展性,使其在室温下更坚固、更容易成形。”

 

原文来自phys,原文题目:Magnesium alloy as a lighter alternative to aluminum alloy,由材料科技在线汇总整理。

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