高强镁合金材料是支撑航空航天、新一代武器装备、高速列车以及新能源汽车等装备不断升级发展的基础材料,具有广阔的应用前景。随着我国装备对轻质镁合金的化、构件大型化需求日益,强度不足严重制约镁合金材料在上述领域的应用以及终端产品竞争力。
现有镁合金材料抗强度大多在250-350MPa之间,通过大塑性变形技术(SPD)可以细化合金晶粒,但在断裂韧性以及性能稳定性等方面还有明显不足。稀土元素可以显著改善镁合金的铸造性能、力学性能、耐腐蚀性能以及耐高温性能,而高强度的镁-稀土合金的成本较高,无法大规模民用。
传统镁合金的力学性能较差,如何低成本地制备出高强韧兼备的变形镁合金材料,是本领域的瓶颈问题。
镁(Mg)合金密度低,强重比高,具有良好的导电性和导热性,具有优良的电磁屏蔽效果。因此,镁合金是汽车、航空航天、电子等领域有前途的结构材料之一。镁合金具有诸多优点,但其强度较低,缺乏有效析出相,室温成形性较差,限制了镁合金作为结构材料的应用。
镁合金可以通过压铸、挤压、锻造等多种成型方法,实现复杂形状零部件的大规模生产。镁合金在高温下依然具有良好的塑性和抗变形性,有利于热加工和成形。
科学家和工程师通过添加合金元素或进行表面处理等方式,有效改善了镁合金的腐蚀性能,使其适用于更广泛的应用场景。
镁合金是一种环保材料,它可以与环境中的氧气和水进行反应,生成氧化镁和氢气,不会产生对环境有害的废弃物。镁合金具有很好的可回收性,对于节约资源和保护环境具有积极意义。
它作为轻量高强的未来材料之选,具有诸多优势,包括高强度与轻量化优势、良好的加工性能和成型性,以及其耐腐蚀性与环保特点。
这些优势使得镁合金在航空航天、汽车工业和医疗设备等领域拥有广泛的应用前景,同时也为材料科学领域的研究者带来了新的挑战和机遇。