我们采用两步MDF工艺和人工时效,开发了尺寸为100 × 100 × 140 mm3的大型AZ80合金样品。设计的工艺与报道的MDF和老化工艺不同。T5处理后的试样具有均匀的力学性能,极限抗拉强度为430 MPa(工程应力),断裂延伸率为11.4%,达到了变形Mg-RE合金的水平。MDF在高温下提高了样品的可塑性,从而在180℃具有良好的可伪造性。MDF工艺引入的高密度缺陷包括晶界、位错和层错(SFs),这些缺陷加速了后续的老化响应。这种良好的强度-塑性协同作用是由细晶粒和粗晶粒组成的整体双峰组织、纳米级β-Mg17Al12析出相以及高密度的位错和层错同时作用的结果。由于镁合金的力学性能不依赖于添加特定元素而产生的强化机制,所设计的工艺可以使镁合金的整体性能受益。本工作为开发用于承重部件的大尺寸镁合金坯料提供了一条有效途径。
镁金属是密度低的金属,并不稀有,因为它是地壳中第八丰富的元素和溶解海水中第三丰富的元素。镁已有几个世纪的历史,可以加工成多种形式,包括铸件、挤压件、板材和锻件。然而,尽管它是一种可能在汽车中很有价值的低密度材料,但它并不经常被纳入轻量化讨论中。本文将探讨镁金属在汽车中的当前用途及其在生产锻造汽车部件中的潜在价值。
镁的弹性模量(刚度)均为45 吉帕(GPa)。相比之下,铝为69 GPa,钢为190-210GPa。许多部件的刚度有限,这是镁需要克服的一个重大障碍。低刚度材料需要更大的横截面才能达到相同的性能。这通常会导致成本增加和部件尺寸变大,从而使部件难以安装在车辆内的允许空间(称为封装空间)中。组件成功案例是刚度来自组件固有几何形状的设计,例如车轮或汽车中控台下方的U 形内部结构。