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超轻镁锂合金
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2014年12月09日
  【技术开发单位】哈尔滨工程大学

  【技术简介】镁因其质轻、减震、节能、可回收等优点,被誉为21世纪的绿色工程材料。但由于镁是密排六方晶体,其塑性变形能力差,一般镁合金变形加工困难、加工效率低,而且变形镁合金很难进一步二次成型,导致市场上变形镁合金产品份额很低,严重制约了其(板材、型材、管材等)在航空航天和电子工业上的大规模应用。研发有自主知识产权的高性能镁合金,对于扩大镁合金的应用,提高中国制造业产品的技术含量和档次,提升中国镁冶炼、加工行业的技术水准,自主掌握先进镁合金材料研发的核心技术具有重要意义。

  哈尔滨工程大学研究人员针对现代工业发展的需求,系统开展了易成形轻质镁合金的研发。针对镁合金变形加工较困难(尤其是在中低温度下),利用Li元素的更低密度,并且加入后能够改变镁的晶格常数,甚至转变晶体结构,同时利用稀土元素的复合强化作用和弱化变形织构作用,从而使Mg合金具有良好的热、冷加工性能(轧制、挤压、锻造等),研发出超轻易变形镁锂合金;针对目前镁锂合金绝对强度较低、耐热性较差的问题,提出了两种新增强手段,即创新性地引入长周期堆垛有序结构相和原位生长晶须增强相;并获得成熟的大尺寸铸棒工艺、变形加工工艺、热处理工艺、复合技术和表面处理技术。

  【技术特点】哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室近年来专门从事高性能镁锂合金的开发与研制,突破了镁锂基超轻合金在制备和型材加工、表面处理过程中的多项关键技术。俄罗斯轻金属研究院教授、法国A380飞机技术顾问F.M. Yelkin教授如是评价我们的工作:世界上唯一对镁锂合金从电解制备、合金成型加工、表面处理全面研究的高水平实验室。目前,无人驾驶飞机、机载雷达和仪器仪表原来使用的合金材料为铝合金,而采用我们研制的超轻镁锂合金后,各项性能指标仍满足使用要求,而减重效果明显。

  【技术指标】

  提出了集低温、去极化、合金化、均匀化于一体的镁锂基合金电解新方法;研究了多种稀土元素对于alfa单相、alfa+beta双相、以及beta单相合金的作用;系统研究了变形对于镁锂合金组织及性能的影响;采用薄板轧制技术与固态挤压复合相结合,制备了镁锂基固态复合材料;利用热压技术、微弧氧化等技术对镁锂合金进行了表面处理,显著提高了合金的表面性能。

  通过以上研究,发表了SCI论文75篇,申请发明专利15项, 其中11项已授权,出版专著2部。所制得的合金经权威部门检测,满足以下技术指标:

  密度:1.56 g/cm3
  室温抗拉强度:288 MPa;
  室温延伸率:17.4 %。

  【技术水平】国际先进

  【可应用领域和范围】可应用于航空航天、军事装备及民用领域。

  【专利状态】已取得专利15项

  【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

  【合作方式】技术转让  合作开发

  【投入需求】1000万元

  【转化周期】1~2年

  【预期效益】镁锂合金是目前最轻的金属结构材料,密度为1.35~1.65 g/cm3,为铝合金的1/2~2/3,为普通镁合金的3/5~3/4。此外,镁锂合金与普通镁合金相比最显著的优势是塑性变形能力很好。因此镁锂合金在航空航天和武器装备领域的需求将会不断增长,并相继会在民用领域(如汽车、飞机、笔记本、手机、体育器材与用品等)获得应用。

  仅生产的近千件机载雷达和仪器仪表等器件,直接经济效益500余万元,间接经济效益不可估量,如飞机载重提高30%,续航能力大大提高。预计可有90亿元的未来市场需求。

  【联系方式】刘江明0451-82518618/13936646622


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