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肖阳博士:新型镁合金发展思路与应对措施
发布时间:2016-10-25 浏览量:1311

10月13日,在镁业分会第19届年会上,中国铝业郑州有色金属研究院金属材料所,郑州轻研合金科技有限公司肖阳博士做了题为《关于高强高韧耐蚀镁合金发展的思考》报告。

报告根据作者在高强度、高塑性、耐腐蚀的新型镁合金研究开发过程的经验与思考,对如何运用强化手段来大幅度提高镁合金的强度;如何从合金化、变形方式、滑移系的开动方式解决镁合金室温成形困难的问题;如何从纯净化、降低腐蚀点位、均匀腐蚀和耐蚀膜层等方式开发出耐蚀镁合金,解决镁合金发展中存在的困境,开发出高强高韧耐蚀的镁合金,共推中国镁业健康有序的发展做了细致全面的阐述。

肖阳博士讲到,在第18届中国镁业大会上左铁镛院士指出“强度低、难成形、易腐蚀”三大世界难题是制约镁合金发展的瓶颈,导致其生产与后续应用的成本高,作为结构材料,镁与铝合金、钛合金、高分子等材料在应用竞争中处于劣势,严重制约了镁合金的发展。如何研究开发高强度、高塑性、耐腐蚀的新型镁合金决定镁合金的发展前景,是镁合金与铝、钛、高分子等材料相竞争的关键。对此,肖阳博士提出新型镁合金的发展思路与应对措施:

1、开发600MPa级别超高强变形镁合金

铝合金从轻铝向硬铝发展,强度从普通250MPa、向中强350MPa、高强400-500MPa、超高强>500MPa方向发展,从而使其用途更广。变形镁合金需从AZ31<300MPa,向中强>350MPa(Mg-Zn-Zr系)、高强>400MPa(Mg-Re-X)甚至超高强>600MPa方向发展。重点挖掘析出强化和细晶强化的潜力,进一步挖掘镁稀土合金的强度强力。≥600MPa的高强镁合金未来如能实现,镁合金在强度方面将具有明显优势,将有效提升镁合金在航空航天、武器装备和交通运输等领域的市场竞争力。

2、推广可卷式轧制镁合金板材的应用

卷式法将使镁板带材的成品率大幅度提高、成本下降。现在的镁板轧制与三十年前铝加工的板式法轧制相似。目前铝卷重约十余吨,生产效率高,镁板带需要学习铝当年走过的路径。

目前镁板的生产还是用板式法生产,这种工艺设备简单、投资少,但生产效率和成品率低、劳动强度大、生产环境差、周期长、产量小,板材的尺寸精度差、表面光洁度低、性能一致性差,不能满足现代工业化生产的要求。卷轧镁合金或将得到推广应用,将有效降低镁合金的成本,提高镁合金在高附加值结构件中的市场份额。

3、开发“不锈”镁合金产品

镁合金与铝合金的耐蚀性差距很大,跟钛合金更是无法相比,一方面限制了镁合金的应用范围,另一方面对镁合金的生产、储存和运输等造成不利影响,制约了镁合金的应用和发展。

郑州轻研院最近已在Mg-Li-X耐蚀性方面取得突破性进展,产品耐蚀性得到很大提高。未来随着研究深入,“不锈”镁合金如能实现,必将是镁合金研究领域的突破性进展,极大促进镁合金的应用范围。

4、规模化生产经营进一步降低成本

铝和钛都是国家队带头,企业规模大,技术、装备先进,镁以民营企业为主,规模小、数量多,装备、技术水平落后,效率低、效益差,且容易恶性竞争,造成产能过剩。镁需要学习铝和钛发展的成功经验,提高行业的整体技术、装备水平和集中度,形成规模效应,降本增效。

竖罐还原冶炼技术使得原镁成本降低、短工艺流程路线和技术装备提升等因素,镁合金板带箔材生产成本未来或将讲到 ≤5万元/吨。

四种应对措施:

1、开发600MPa变形镁合金

具有比强度优势,挖掘镁合金作为轻质合金在重要结构件中的应用潜力。

2、开发可卷式轧制高韧镁合金

室温易二次加工(或冲压),降低高附加值变形镁合金板材的应用成本。

3、开发“不锈”镁合金产品

在Ma-Li-X耐蚀镁合金的基础上开发“不锈”镁合金产品,解决镁合金应用范围的制约。

4、低成本化

原镁成本降低、短工艺流程路线、技术装备提升、规模化经营,降本增效,提升镁合金的市场竞争力。


关键词:镁合金 新型镁合金
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