鎂合金是迄今為止開發(fā)的輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度及可回收性等優(yōu)點(diǎn)，在交通、醫(yī)用及電子等工業(yè)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在汽車上的應(yīng)用具有很大潛力。近年來，高溫鎂合金在許多領(lǐng)域呈現(xiàn)出的應(yīng)用潛力，提高鎂合金的高溫性能已成為鎂合金應(yīng)用的關(guān)鍵問題。


銻元素的添加對(duì)鎂合金力學(xué)性能有著顯著的成效，因此近年來備受科研工作者的關(guān)注。Mg–Al合金仍然是目前值得深入研究的代表性輕合金，具有很好的應(yīng)用前景，元素Sb作為工業(yè)上常用的變質(zhì)劑，因加入鎂合金中可以形成Mg3Sb2相而廣受關(guān)注。Sb元素的加入使Mg3Sb2顆粒相形核，從而使Mg2Si金屬間相的形態(tài)由漢字狀變?yōu)槎噙呅?，改善了其拉伸性能?br />
因此，與基體合金相比，向鎂合金中添加銻元素可以改善合金的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高合金抗拉性能和韌性。而元素Sn和Si在元素周期表中屬于同族元素，元素Mg和Sn可以形成Mg2Sn相。Sb元素的加入可使細(xì)小的Mg3Sb2顆粒分布在晶界細(xì)化Mg17Al12析出物中，形成良好的微觀組織結(jié)構(gòu)而改善其抗拉性能。有研究人員報(bào)道，由于Mg3Sb2相可以作為熔體的異相成核中心，Sb元素的添加可顯著細(xì)化α–Mg基體相的晶粒尺寸。


有研究結(jié)果表明，Sb元素的加入可以降低鎂合金的織構(gòu)，細(xì)化Mg–9Al–5Sn鎂合金的晶粒，具有較好的室溫力學(xué)性能，該合金體系中有Mg2Sn和Mg3Sb2等穩(wěn)定的高溫合金相，因此推測(cè)該合金體系將呈現(xiàn)良好的高溫性能，每種晶格類型的金屬都有特定的滑移系，滑移系數(shù)量不同，晶體結(jié)構(gòu)不同，滑移系也不相同；晶體的滑移系越多，滑移越容易進(jìn)行，塑性也就越好。

鎂合金屬于對(duì)稱性低的密排六方晶格結(jié)構(gòu)，室溫滑移系少，室溫塑性變形能力較差，這成為限制鎂合金應(yīng)用的因素之一，鎂合金在高溫變形時(shí)，隨著溫度的升高可以開啟一些其他滑移系（如非基面滑移系、滑移系），很大程度上能夠提高鎂合金的塑性變形能力。同時(shí)，由于激活了基面滑移系和棱柱面滑移系，晶界滑移也得以啟動(dòng)，可以獲得較高的塑性變形，所以學(xué)者們將目光轉(zhuǎn)向鎂合金的高溫變形方面，文中基于Mg–9Al–5Sn鎂合金的研究基礎(chǔ)，對(duì)擠壓態(tài)Mg–9Al–5Sn–x Sb鎂合金進(jìn)行高溫性能研究。

AZ31B合金屬于Mg-Al-Zn系鎂合金，為熱處理不可強(qiáng)化合金，具有適中的強(qiáng)度、較好的焊接性能以及良好的機(jī)械加工性能等特點(diǎn)，是現(xiàn)在使用為廣泛的鎂合號(hào)，在航空航天、交通運(yùn)輸、電子通訊等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件方面均有較多應(yīng)用。
密度低,比強(qiáng)度和比剛度高，阻尼減震性能好，導(dǎo)熱性好，尺寸穩(wěn)定性好，易于回收，有良好的切削加工性，在煤油、汽油、礦物油和堿類中的耐蝕性較高等。
鑄錠采用原料，生產(chǎn)過程采用特種溶劑精煉，雜質(zhì)少，塑韌性提高，鑄錠恒溫恒濕可達(dá)A級(jí)以上，探傷A級(jí)以上，在后期加工過程中優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)合金的疲勞性能提高，滿足客戶對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的要求。

AZ31B作為常見鍛造用鎂合金，通過中鋁輕研立自主研發(fā)的工藝流程，可有效提高鍛件的強(qiáng)度和硬度,提升伸長(zhǎng)率、板面光潔度等性能。
材料品種有板帶材，擠壓棒材，鍛件，具體尺寸規(guī)格不僅有規(guī)定的尺寸還可以按照客戶要求訂購(gòu)。
鎂合金AZ31B，具有較高的抗震能力和吸熱性能，筆記本計(jì)算機(jī)產(chǎn)品Lg Gram系列，機(jī)身采用AZ31B鎂系合金，新2022款LG gram 17重量為1.35kg。
3C領(lǐng)域主要以AZ31B鎂合金薄板為主，其厚度范圍一般在0.3-1.5mm。中鋁輕研軋制的AZ31B鎂合金板材尺寸板型好，表面光潔性能高，批次穩(wěn)定好，沖壓成型性好，抗拉強(qiáng)度達(dá)到280Mpa以上。

目前，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域普遍采用鎂鋯中間合金作為晶粒細(xì)化劑，市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品存在鋯元素細(xì)化效率低（低于40%）、鋯顆粒大量沉積、細(xì)化劑成本高、雜質(zhì)含量高以及細(xì)化工藝操作不穩(wěn)定等諸多問題，給實(shí)際工業(yè)應(yīng)用帶來不小困難。

“鎂合金的晶粒尺寸控制技術(shù)是對(duì)鎂合金材料性能調(diào)控的根本、顯著的技術(shù)方法之一，鋯元素和稀土元素均為鎂合金的有效細(xì)化元素，如何充分發(fā)揮好這些元素在合金中的作用，是我們一直研究的。

基于前期針對(duì)稀土和鋯元素對(duì)鎂合金耦合細(xì)化機(jī)制的研究成果，包頭稀土研究院輔之以全新的冶金工藝制備方法，讓分布更密集、體積更小的鋯粒子為鎂晶核提供更多的附著機(jī)會(huì)，同時(shí)稀土元素加強(qiáng)了結(jié)晶過程中鎂晶核在鋯粒子表面的附著能力，可以實(shí)現(xiàn)鎂合金晶粒的率細(xì)化。

數(shù)據(jù)顯示，稀土鎂鋯晶粒細(xì)化劑中的細(xì)化粒子尺寸較傳統(tǒng)降低2/3，納米級(jí)顆粒含量占粒子總量的60%以上，顆粒之間無團(tuán)聚現(xiàn)象。合金材料經(jīng)細(xì)化后，晶粒尺寸可再降低20%，達(dá)到35微米以下，晶粒細(xì)化效果顯著，更細(xì)的晶粒將為材料帶來更好的力學(xué)性能。

目前該產(chǎn)品已經(jīng)完成小規(guī)模生產(chǎn)工藝的研發(fā)，產(chǎn)品已經(jīng)客戶使用驗(yàn)證，產(chǎn)品細(xì)化效率大于80%，成本較傳統(tǒng)鎂鋯晶粒細(xì)化劑降低20%以上。

這項(xiàng)技術(shù)對(duì)稀土鎂合金鑄錠產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化意義非凡，它可以有效地減少產(chǎn)品內(nèi)外金屬顆粒的不均勻性，讓內(nèi)外合金顆粒大小基本保持一致，地提高合金的應(yīng)力水平，讓合金更耐用?！?br />
節(jié)約成本，性能等同現(xiàn)有材料

伴隨新能源汽車以及國(guó)內(nèi)5G通訊的高速發(fā)展，更輕、散熱性能更好、耐腐蝕性能的輕合金材料市場(chǎng)需求強(qiáng)烈，但對(duì)應(yīng)性能的要求也越發(fā)苛刻。

“針對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)特有稀土資源優(yōu)勢(shì)，我們對(duì)鑭、鈰等稀土元素對(duì)鎂合金散熱性能的作用機(jī)制進(jìn)行研究，開發(fā)出系列低成本散熱稀土鎂合金工程材料，綜合性能已等同于現(xiàn)有鋁合金散熱材料，散熱器件的制作成本相比鋁合金節(jié)約5%以上。”

基于稀土對(duì)鎂合金散熱性能的作用機(jī)制和對(duì)鎂合金的晶粒尺寸控制技術(shù)的突破，包頭稀土研究院在半連續(xù)鑄造及冷室壓鑄的產(chǎn)業(yè)化方面取得了新突破。

目前，半連續(xù)鑄造技術(shù)，突破熔體凈化細(xì)晶技術(shù)、低頻電磁鑄造控制技術(shù)、自流式澆鑄控制技術(shù)等技術(shù)，經(jīng)過技術(shù)集成，突破性解決大尺寸稀土鎂合金棒材內(nèi)應(yīng)力大、徑向晶粒尺寸差異大、力學(xué)性能不均等技術(shù)難點(diǎn)。這項(xiàng)合成技術(shù)代表國(guó)內(nèi)的鎂合金材料半連續(xù)鑄造技術(shù)，為后續(xù)大尺寸、鍛造輪轂以及擠壓型材的低成本化奠定了技術(shù)與產(chǎn)品基礎(chǔ)。

包頭稀土研究院引進(jìn)內(nèi)蒙古地區(qū)科研院所中的大噸位冷室壓鑄系統(tǒng)QC-830，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)常用泵機(jī)電機(jī)外殼的壓鑄制備，具備了300噸/年稀土鎂合金薄壁器件制備能力，相比傳統(tǒng)重力鑄造、砂型鑄造等方式，綜合效率提升30%，僅人工成本支出一項(xiàng)降低幅度達(dá)60%，對(duì)稀土鎂合金材料的下游終端應(yīng)用起到有力推進(jìn)作用，稀土鎂合金壓鑄技術(shù)與產(chǎn)品終端市場(chǎng)未來可期。

對(duì)未來的技術(shù)研發(fā)，胡文鑫表示，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將面向通訊工程及民用電子行業(yè)的散熱鎂合金與功能性鎂合金材料進(jìn)行研究；對(duì)鎂合金材料的低壓鑄造、半固態(tài)成型等加工成型技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)器件與制品的示范化應(yīng)用。

高純凈高強(qiáng)韌大規(guī)格鎂合金擠壓棒材成功批量生產(chǎn)，本次開發(fā)的大規(guī)格鎂合金擠壓棒材包括Mg-Y-Nd系(WE54、WE43)、Mg-Gd-Y系（VW94）高強(qiáng)耐熱鎂稀土合金、Mg-Zn-Zr（MB15）高強(qiáng)變形鎂合金，采用真空高純凈工藝生產(chǎn)出的直徑Ф500mm鎂合金鑄錠，擠壓后棒材直徑100～300mm，長(zhǎng)度7m以上，單批成品30多噸；均是航空航天急需減重用的輕合金新材料，經(jīng)對(duì)熱處理溫度、擠壓溫度、擠壓速度等關(guān)鍵工藝優(yōu)化，并對(duì)擠壓模具逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的，為國(guó)家航空航天、軍工的新部件、新型號(hào)開發(fā)等助力前行。
鎂合金經(jīng)擠壓、鍛造、軋制等工藝后組織能夠得到顯著細(xì)化，鑄造組織缺陷可以消除，獲得比相同成分的鑄造鎂合金更高的力學(xué)性能。通過塑性加工可以生產(chǎn)出尺寸、規(guī)格多樣的棒、管、型材、線材、板材及鍛件產(chǎn)品，可以滿足不同工況對(duì)鎂合金結(jié)構(gòu)件使用性能的要求，擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍。變形鎂合金已廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、軍工、電子等領(lǐng)域，但常用的變形鎂合金產(chǎn)品依然是Mg-Al系合金，如AZ31、AZ80等具有中等強(qiáng)度的低端鎂合金產(chǎn)品，而具有高強(qiáng)、耐熱或超輕特性的鎂合金產(chǎn)品，如Mg-Zn-Zr、Mg-RE、Mg-Gd、Mg-Y及Mg-Li合金等，由于產(chǎn)業(yè)化熔鑄技術(shù)的限制和規(guī)模化塑性加工工藝的探索不足，大規(guī)格變形材的發(fā)展依然緩慢。
目前全球鎂合金的需求年均增長(zhǎng)達(dá)10%左右，主要應(yīng)用于汽車、3C、航空航天領(lǐng)域，其中應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)達(dá)70%、3C行業(yè)20%、軍事和航空航天10%。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，重量輕、耗油少、符合環(huán)保要求的新一代汽車將是汽車制造商的發(fā)展目標(biāo)。鎂合金應(yīng)用于汽車輪轂、減速箱、減震系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)部件，不僅能降低汽車的重量和能耗、提高整車加速、制動(dòng)性能，還能降低行駛振動(dòng)和噪聲、提高駕乘舒適度。輕研合金公司開發(fā)的大規(guī)格高強(qiáng)、耐熱鎂合金經(jīng)鍛造、擠壓或軋制后，力學(xué)性能、組織一致性好，優(yōu)于市面同類鎂合金30-50MPa，可更好的取代相當(dāng)性能的鋁合金在輪轂、門框支架和車頂棚等構(gòu)件上進(jìn)行應(yīng)用。

在3C領(lǐng)域，在筆記本電腦、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)為代表的產(chǎn)品朝著輕薄方向發(fā)展的推動(dòng)下，鎂合金的應(yīng)用得到了持續(xù)增長(zhǎng)。輕研合金公司開發(fā)的高純凈鎂合金組織均勻，品質(zhì)高，易于變形與成型，塑性好，可通過沖壓獲得3C產(chǎn)品殼體，工藝簡(jiǎn)單、成品率高。鎂合金外殼材料具有輕量化、導(dǎo)熱性好、剛性高、減震性好、散熱、可回收等特點(diǎn)，其耐撞強(qiáng)度及吸振性遠(yuǎn)較塑料佳，尤其相同抗力下厚度僅塑料的1/3，特別是應(yīng)用于3C產(chǎn)品外殼上其外觀及觸摸質(zhì)感，已成為設(shè)計(jì)和消費(fèi)的流行趨勢(shì)。

在航空航天及領(lǐng)域，鎂合金主要應(yīng)用在機(jī)身及其發(fā)動(dòng)機(jī)、起落輪、火箭、導(dǎo)彈及其發(fā)射架、衛(wèi)星探測(cè)器等。
公司開發(fā)的MB15高強(qiáng)變形鎂合金、WE54、WE43、VW94等高強(qiáng)耐熱鎂稀土合金由于采用新工藝開發(fā)出高純凈鑄錠，避免目前國(guó)內(nèi)外采用熔劑保護(hù)生產(chǎn)工藝經(jīng)常出現(xiàn)的組織氧化夾渣、熔劑夾渣所引起的質(zhì)量問題，能夠?yàn)橹袊?guó)航空航天提供的產(chǎn)品，更加有效地為中國(guó)制造減重。輕研合金秉持"科技未來、創(chuàng)新改變世界"的理念，不斷用新工藝、新技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品為客戶創(chuàng)造價(jià)值，成為輕合金的行業(yè)者和者。

目前，鎂合金產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，供應(yīng)鏈上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)，除了這個(gè)，大家知道鎂合金可以帶來什么，下面小編給大家講講鎂合金能夠帶來什么。

它更堅(jiān)固。

鎂合金的比強(qiáng)度鋁合金，遠(yuǎn)鋼;比彈性模量和比剛度近似于高強(qiáng)度鋁合金，是目前工程應(yīng)用中密度小、比強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)金屬材料。

它能減振降噪。

160mm鎂合金鑄造棒

在20MPa應(yīng)力下，常用鎂合金AZ91D的衰減系數(shù)為20%，而鋁合金A380只有1%。在100MPa應(yīng)力作用下AZ91D的衰減系數(shù)可達(dá)55%，AS41鎂合金的衰減系數(shù)更是高達(dá)70%，而同樣情況下鋁合金A380的衰減系數(shù)只有4%。

它更不容易斷裂。

鎂合金還具有良好的承受沖擊載荷性能，彈性范圍內(nèi)鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí)，吸收的能量可以比鋁合金件多50%，而且由于有更好的延伸率，鎂合金收到?jīng)_擊后可以吸收更多的能量而不至于斷裂。

鎂合金棒材在汽車有哪些優(yōu)勢(shì)：

為了提高汽車的燃油效率和降低其廢氣排放，減輕汽車的重量至關(guān)重要。為了達(dá)到這一目的，用鎂合金棒材來制造合適的汽車零部件似乎是一種顯而易見的明智之舉。作為一種輕的結(jié)構(gòu)金屬，鎂比鋼輕75％，比鋁輕33％左右。還可以提供許多好處，其中包括：

鎂合金棒材在汽車有哪些優(yōu)勢(shì)

（1）通過使汽車重心后移，減輕前部重量，可以提高汽車的加速/減速、操控/轉(zhuǎn)向響應(yīng)性能。

（2）由于鎂合金棒材可以鑄造出完整的大尺寸部件，而不必像鋼件那樣需由眾多單個(gè)零件組合而成（這些零件容易相互摩擦，并引起振動(dòng)），從而可將汽車噪聲減至小。

（3）由于鎂鑄件可能比同樣的鋼制零件更廉價(jià)（尤其當(dāng)年產(chǎn)量小于20萬件時(shí)），因此可以降低制造成本。鎂鑄件的加工成本要低于由多部分構(gòu)成的鋼制沖壓件，因?yàn)榧庸_壓件的每個(gè)部分都需要相應(yīng)的模具。例如，加工一件由30個(gè)部分構(gòu)成的鋼制儀表盤橫梁需要30套工裝，而鑄鎂件橫梁只需要6套工裝。