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  • 日本研发高强度镁合金件 未来或将用于车身件

        据外媒报道,日本国立物质材料研究所(National Institute for Materials ScienceNIMS)的研究团队与国立长冈技术科学大学(Nagaoka University of Technology)共同研发了新款高强度镁合金板(Mg1.1Al0.3Ca0.2Mn0.3Zn)。

    相较于某些车企当前车身钣金件所采用的铝金属薄板(aluminum sheet metal),其常温下的成型性能相当出色。经热处理后,该款镁合金的强度比铝合金高,其仅用到常见的金属材料,未来或将成为一款低成本的轻量化车用薄板。

    很久以前,轻量化的镁合金就已引起汽车行业的关注,众多车企希望将该材料应用到各类汽车应用中。然而,由于镁合金在室温下强度低、成型性能差,阻碍了镁板状合金的应用推广。通常,延展成型能力(stretch formability)与屈服强度(yield strength)呈现逆向相关性。为此,很难同时确保高强度及高成型性能。

    但最近的研究表明,稀释 MgAlCaMn AXM)系统的配比后,或将制成工业级锻造合金(wrought alloys),使其拥有非凡的高速挤出性(high-speed extrudability),其时效硬化感受性(age-hardening response)也极快。若能将其应用到板状合金,预计将对汽车行业产生巨大的影响。

    因此,该团队曾多次尝试通过 AMX 系统研发板状合金(sheet alloys)。在加工 Mg1.1Al0.3Ca0.2Mn at.%(原子百分比)合金期间,其发现只需将少量的锌(0.3 at.%)添加到 Mg1.1Al0.3Ca0.2Mn合金后,将大幅提升其延展成型性能。此外,经过短时老化(subsequent short time aging)将导致含锌合金强度呈现大幅提升。

    新研发的合金被取名为 AXMZ1000,该款合金在常温下的成型性能可媲美中等强度的铝合金,后者多被用于制造汽车车身件。此外,该合金的强度比铝合金高 1.5-2 倍。

    该款合金加入少许锌及镁金属后,将形成细粒结构(fine grain structures);加入铝和钙后,将实现高强度,这得益于原子团簇(atomic clusters)的生成,进而提升了合金的强度。

    新研发的合金均由普通金属制成,其材料成本并不昂贵。该合金的制作及热处理工艺简单,可将该合金加工为金属薄板,所用工艺也常见于铝合金制造中。