鎂作為一種新型輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料,在汽車制造、通訊電子、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
由于鎂及鎂合金的室溫塑性加工能力較差,目前大多數(shù)鎂制品的加工局限于鑄造,特別是壓鑄成型,然而,鑄件的力學(xué)性能不夠理想且容易產(chǎn)生組織缺陷,極大地限制了鎂的應(yīng)用范圍。
變形鎂合金在鑄造后往往通過(guò)熱變形方式(如擠壓、軋制等)細(xì)化晶粒、改善合金的組織結(jié)構(gòu)來(lái)提高合金的力學(xué)性能。
與鑄造鎂合金相比,變形鎂合金的綜合力學(xué)性能優(yōu)異;但常規(guī)變形鎂合金在熱變形后一般導(dǎo)致變形鎂合金低的室溫塑性和高的各向異性。
良好的室溫塑性是變形鎂合金廣泛應(yīng)用的前提之一。澳大利亞莫納什大學(xué)工程研究人員首次發(fā)現(xiàn)了一種在室溫下變形純鎂(注意是純鎂而非鎂合金)的方法。
由材料科學(xué)與工程系的Nick Birbilis教授領(lǐng)導(dǎo)的莫納什大學(xué)研究人員團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種方法,將鎂的微觀結(jié)構(gòu)從脆性結(jié)構(gòu)改變?yōu)榫哂醒诱剐缘慕Y(jié)構(gòu)。
團(tuán)隊(duì)成員中包括來(lái)自我國(guó)中南大學(xué)的博士后學(xué)者曾卓然,介紹:“有了這個(gè)發(fā)現(xiàn),我們就可以擴(kuò)大到鑄造鎂的應(yīng)用范圍之外,即使在室溫下也可以軋制、彎曲或壓縮成任何形狀的超易成型鎂。以前沒(méi)有人讓鎂這么可行,但是莫納什大學(xué)做到了!”
這篇名為 Super-formable pure magnesium at room temperature的論文發(fā)表在《自然通訊》雜志。曾卓然為第一作者。
“通過(guò)細(xì)化顯微組織,我們改變了從粒內(nèi)(脆性)到顆粒間(成形)的變形機(jī)制?!?
純鎂在80℃下通過(guò)模具擠壓,然后冷軋。這個(gè)過(guò)程改變了鎂的微觀結(jié)構(gòu),使其不再具有脆性。它可以在室溫下冷軋至毫米級(jí)別而不開(kāi)裂。曾博士說(shuō):“我們甚至可以把它軋成鋁箔的厚度,并在軋制后彎曲180°?!?
目前應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的大部分鎂零件都是鑄造而成,比如各種鑄件及方向盤(pán)。新技術(shù)將進(jìn)一步提升鎂的性能,使它可以用于儀表板等要求成形性的零件中,并可能在室溫下對(duì)鎂進(jìn)行軋制和彎曲,或擠壓成任何形狀。