来源:上海隆司新材料科技有限公司 时间:2025-03-26 05:10:41 [举报]
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。
粗晶纯镁[1]和镁合金的高温蠕变行为在早期的报道中有详细的描述。结果表明,平均晶粒尺寸为~80 μm的纯镁的蠕变速率控制机制是位错在高温和高应力下沿位错交叉滑移爬升至~600 ~ 750 K,在高温和低应力下向Nabarro-Herring扩散蠕变过渡。
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。
镁合金是目前工程应用中轻的工程金属材料,具有比重轻、导热性好、电磁屏蔽能力强、易于回收等优点,被认为是21世纪富于开发和应用潜力的“绿色材料”,目前已在汽车电子、航天、通讯等行业得到了广泛应用。
一、镁合金材料优点
1、重量轻
镁合金作为一种轻质金属结构材料,其密度为铝的2/3、钢的1/4;在同等刚性条件下, 1Kg镁合金的坚固度等于18Kg铝和2.1Kg钢,这一特性对于现代手提类产品的重量减轻及车辆能耗减少有重要意义。
2、吸震性能高
镁有的滞弹吸震性能,可吸收震动与噪音。在相同载荷下,其减振性是铝的100倍、钛合金的300~500倍,抗冲击性是塑料的20倍。用于设备机壳可减少噪音传递、提高防冲击与防凹陷能力。
3、切削性能良好
镁有良好的切削性能,能接受较高的切削速度,可减少切削加工时间,延长刀具使用寿命;有优良的表面光洁度,并可一次切削获得,极少出现积屑瘤;有良好的断屑特性及温度传导性,可免于使用冷却液或润滑液。
4、再生性
废旧镁合金铸件可再熔化作为AZ91D、AM50或AM60的二次材料进行铸造。由于压铸件的需求不断增长,可回收的能力是非常重要的,也更符合环保要求。
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。
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