鎂合金作為目前工程應(yīng)用領(lǐng)域最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，滿足航空航天、軌道交通等領(lǐng)域中長期減重計(jì)劃要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而與鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)金屬材料相比，鎂合金存在一些明顯的性能不足問題，如絕對(duì)工程強(qiáng)度低，極大地限制了其在上述領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。近年來，我國高端裝備對(duì)輕質(zhì)鎂合金的高性能化、構(gòu)件大型化的要求越來越突出，發(fā)展工程應(yīng)用的大尺寸高強(qiáng)、超高強(qiáng)的鎂合金材料已成為重中之重。
科技日?qǐng)?bào)記者從沈陽化工大學(xué)了解到，近期該校機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院李榮廣教授團(tuán)隊(duì)提出了“充分利用強(qiáng)織構(gòu)與高密度納米沉淀相結(jié)合的強(qiáng)化方法制備大尺寸高性能Mg-Gd二元合金棒材”“利用納米亞結(jié)構(gòu)界面偏聚結(jié)合高密度納米團(tuán)簇強(qiáng)化機(jī)理制備高性能Mg-Gd二元合金板材”等學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，研究成果為制備超高強(qiáng)鎂合金材料提供了基礎(chǔ)理論指導(dǎo)。相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在《材料研究快報(bào)》上。
針對(duì)大尺寸高性能鎂合金棒材的制備技術(shù)和強(qiáng)韌化機(jī)制研究，李榮廣教授團(tuán)隊(duì)與東北大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、西安交通大學(xué)等科研單位合作，采用低溫小擠壓比擠壓工藝，結(jié)合時(shí)效工藝，制備出大尺寸混晶組織Mg-13Gd二元鎂合金棒材，其屈服強(qiáng)度可達(dá)470兆帕。研究發(fā)現(xiàn)混晶組織鎂合金的高強(qiáng)度主要依靠拉長晶粒內(nèi)部的高密度納米級(jí)沉淀與強(qiáng)織構(gòu)的共同作用。針對(duì)鎂合金板材的增強(qiáng)增塑機(jī)制，團(tuán)隊(duì)深入分析了超細(xì)晶鎂稀土合金的塑性變形特點(diǎn)，采用270攝氏度單道次軋制60%后再對(duì)超細(xì)晶組織鎂稀土合金進(jìn)行加工的方法，發(fā)現(xiàn)該工藝制備的Mg-15Gd二元合金板材的屈服強(qiáng)度大于500兆帕，該軋制態(tài)合金在時(shí)效后還表現(xiàn)出織構(gòu)增強(qiáng)的趨勢。軋制工藝促使超細(xì)晶合金中細(xì)晶粒內(nèi)部形成高體積分?jǐn)?shù)的小角度界面和高密度的位錯(cuò)，這些高密度位錯(cuò)在時(shí)效過程中能有效促使晶內(nèi)形成高密度的納米團(tuán)簇。研究結(jié)果表明，該鎂合金較高的屈服強(qiáng)度是由于高含量的亞結(jié)構(gòu)界面及界面Gd偏聚、高密度的納米團(tuán)簇、高密度的亞微米動(dòng)態(tài)沉淀以及較強(qiáng)織構(gòu)共同作用的結(jié)果。同時(shí)，更多小角度界面和納米團(tuán)簇的形成也有利于基體彈性畸變的降低，進(jìn)而促進(jìn)了該合金塑性的提高。(記者何亮)
標(biāo)簽： 高性能鎂合金強(qiáng)韌化研究 大尺寸高性能鎂合金棒材 混晶組織鎂合金 超細(xì)晶鎂稀土合金
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