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日本研發高強度鎂合金件 未來或將用于車身件
來源:蓋世汽車    發布時間:2017/07/26   瀏覽:()次


  據外媒報道,日本國立物質材料研究所(National Institute for Materials Science,NIMS)的研究團隊與國立長岡技術科學大學(Nagaoka University of Technology)共同研發了新款高強度鎂合金板(Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn–0.3Zn)。

  相較于某些車企當前車身鈑金件所采用的鋁金屬薄板(aluminum sheet metal),其常溫下的成型性能相當出色。經熱處理后,該款鎂合金的強度比鋁合金高,其僅用到常見的金屬材料,未來或將成為一款低成本的輕量化車用薄板。

  很久以前,輕量化的鎂合金就已引起汽車行業的關注,眾多車企希望將該材料應用到各類汽車應用中。然而,由于鎂合金在室溫下強度低、成型性能差,阻礙了鎂板狀合金的應用推廣。通常,延展成型能力(stretch formability)與屈服強度(yield strength)呈現逆向相關性。為此,很難同時確保高強度及高成型性能。

  但最近的研究表明,稀釋Mg–Al–Ca–Mn (AXM)合金后,或將制成工業級鍛造合金(wroughtalloys),使其擁有非凡的高速擠出性(high-speed extrudability),其時效硬化感受性(age-hardening response)也極快。若能將其應用到板狀合金,預計將對汽車行業產生巨大的影響。

  因此,該團隊曾多次嘗試通過AMX系統研發板狀合金(sheet alloys)。在加工Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn at.%(原子百分比)合金期間,其發現只需將少量的鋅(0.3 at.%)添加到Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn合金后,將大幅提升其延展成型性能。此外,經過短時老化(subsequent short time aging)將導致含鋅合金強度呈現大幅提升。 

  新研發的合金被取名為AXMZ1000,該款合金在常溫下的成型性能可媲美中等強度的鋁合金,后者多被用于制造汽車車身件。此外,該合金的強度比鋁合金高1.5-2倍。

  向該款合金加入少許鋅及鎂金屬后,將形成細粒結構(fine grain structures);加入鋁和鈣后,將實現高強度,這得益于原子團簇(atomic clusters)的生成,進而提升了合金的強度。

  新研發的合金均由普通金屬制成,其材料成本并不昂貴。該合金的制作及熱處理工藝簡單,可將該合金加工為金屬薄板,所用工藝也常見于鋁合金制造中。

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