高强度轻质镁合金

高强度轻质镁合金

本研究方向主要是针对纳米晶块体材料及材料的表面改性和高强度镁合金材料及其应用开展研究工作。

纳米晶体材料是微观结构特征尺寸位于纳米量级的材料。微观结构包括组成材料的晶体单元、结构单元和材料自身尺度。纳米晶体材料具有许多不同于常规多晶体材料的独特性能，如高的硬度、强度、优异的摩擦、磨损性能和极强的化学扩散能力。着重研究金属材料表面纳米化，即在材料的表面形成具有一定厚度的纳米结构表层，而基体材料仍保持原始粗晶结构。依据表面纳米化制备方法和原理，在块体金属材料表面形成的纳米结构分为表面涂层/沉积纳米化、表面自生纳米化以及混合纳米化三类。

高强度轻合金由于具有高的比强度和比模量，是理想的结构材料之一，在现代汽车、航空航天、通讯等行业有着广阔的应用前景，成为目前国内外研究与开发的热点。山西的镁资源极其丰富，是全国的镁基地，为此开展高品质镁合金的研究与开发具有重要的理论和实际意义。本着服务地方经济建设和产业结构调整的主旨，为打造全国的镁合金基地而不懈努力。

重点针对镁合金材料的熔炼和性能，开展以下几个方面的研究：1）耐热镁合金。耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一。当温度升高时，它的强度和抗蠕变性能大幅度下降，使其难以作为关键零件（如发动机零件）在汽车等工业中广泛的应用。耐热镁合金的开发中用的合金元素主要是稀土元素（RE），但由于稀土合金的高成本成为应用的一大障碍。2）耐蚀镁合金。镁合金在室温下很容易被空气氧化，形成氧化膜，膜多孔、疏松、耐蚀性差，严重制约了镁合金应用的；3）阻燃镁合金。镁合金在熔炼浇铸过程中，易发生剧烈的氧化燃烷。现有的熔剂保护法和气体保护虽是有效的阻燃方法，但在应用中产生严重的环境污染，并使合金性能降低，造成设备投资增大。需开发阻燃性能和力学性能均良好的阻燃镁合金；4）高强高韧镁合金。镁合金的强度不高一直成为扩大其应用范围的障碍，用镁合金代替铝合金，往往不得不在铸件设计上加

以改进。然而,通过结构优化设计的空间已经很小,研发高强度镁合金成为唯一可行的途径；5）变形镁合金。与压铸镁合金产品相比，变形镁合金材料可获得更高的强度、更好的延展性和更多样的力学性能，可以满足不同功能结构件的要求，需要开发新型变形镁合金及其成型工艺。