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• 發布時間：2022-08-16 11:47
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【概要描述】鎂合金作為目前工程應用領域最輕的金屬結構材料，滿足航空航天、軌道交通等領域中長期減重計劃要求，具有廣闊的應用前景。然而與鋼鐵、鋁合金等傳統金屬材料相比，鎂合金存在一些明顯的性能不足問題，如絕對工程強度低，極大地限制了其在上述領域的規模化應用。近年來，我國高端裝備對輕質鎂合金的高性能化、構件大型化的要求越來越突出，發展工程應用的大尺寸高強、超高強的鎂合金材料已成為重中之重。 科技日報記者從沈陽化工大學了解到，近期該校機械與動力工程學院李榮廣教授團隊提出了“充分利用強織構與高密度納米沉淀相結合的強化方法制備大尺寸高性能Mg-Gd二元合金棒材”“利用納米亞結構界面偏聚結合高密度納米團簇強化機理制備高性能Mg-Gd二元合金板材”等學術觀點，研究成果為制備超高強鎂合金材料提供了基礎理論指導。相關研究成果于近期發表在《材料研究快報》上。 針對大尺寸高性能鎂合金棒材的制備技術和強韌化機制研究，李榮廣教授團隊與東北大學、哈爾濱工程大學、西安交通大學等科研單位合作，采用低溫小擠壓比擠壓工藝，結合時效工藝，制備出大尺寸混晶組織Mg-13Gd二元鎂合金棒材，其屈服強度可達470兆帕。研究發現混晶組織鎂合金的高強度主要依靠拉長晶粒內部的高密度納米級沉淀與強織構的共同作用。針對鎂合金板材的增強增塑機制，團隊深入分析了超細晶鎂稀土合金的塑性變形特點，采用270攝氏度單道次軋制60%后再對超細晶組織鎂稀土合金進行加工的方法，發現該工藝制備的Mg-15Gd二元合金板材的屈服強度大于500兆帕，該軋制態合金在時效后還表現出織構增強的趨勢。軋制工藝促使超細晶合金中細晶粒內部形成高體積分數的小角度界面和高密度的位錯，這些高密度位錯在時效過程中能有效促使晶內形成高密度的納米團簇。研究結果表明，該鎂合金較高的屈服強度是由于高含量的亞結構界面及界面Gd偏聚、高密度的納米團簇、高密度的亞微米動態沉淀以及較強織構共同作用的結果。同時，更多小角度界面和納米團簇的形成也有利于基體彈性畸變的降低，進而促進了該合金塑性的提高。