来源:上海隆司新材料科技有限公司 时间:2024-12-18 10:03:41 [举报]
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。
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。
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