鎂合金應(yīng)該是工程應(yīng)用中輕的結(jié)構(gòu)金屬材料,但目前它們在重要領(lǐng)域的實際利用并不令人滿意。鎂合金在室溫下強(qiáng)度低,塑性差,直接限制了其大規(guī)模工業(yè)利用。實現(xiàn)商用鎂合金的強(qiáng)度-延展性協(xié)同作用對于制造鎂合金承重部件具有重要意義。近年來,可以使用嚴(yán)重的塑性變形(SPD)工藝來獲得超細(xì)或細(xì)晶粒結(jié)構(gòu),從而提高金屬的強(qiáng)度。Koch提到通過高壓扭轉(zhuǎn)(HPT)工藝和等通道角壓(ECAP)工藝生產(chǎn)的超細(xì)晶粒尺寸金屬實現(xiàn)了高強(qiáng)度。研究顯示,在Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金經(jīng)過6次多向鍛造(MDF)后,平均晶粒尺寸從200 μm減小到5.1 μm,屈服強(qiáng)度(YS)、極限抗拉強(qiáng)度(UTS)和失效伸長率(EF)顯著增強(qiáng)。在SPD方法中,MDF工藝可以開發(fā)大尺寸鋼坯,同時具有成本低,操作簡單的優(yōu)點。
鎂合金鍛造的主要特點在于其變形溫度范圍較為狹窄,通常為70℃左右。通常情況下,在進(jìn)行鍛造時需要使用更高的溫度,一般要將空白材料盡可能加熱到高溫度,以擴(kuò)大鍛造溫度的范圍,這一過程一般在150℃以下完成。為了防止過熱,加熱均勻,需要在有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐中加熱,以加速熱量傳遞,使?fàn)t內(nèi)溫度分布均勻,從而控制模鍛空白的加熱溫度。在±5℃范圍內(nèi)。另外,鎂合金在低速情況下表現(xiàn)出非常高的熱塑性。為了避免裂紋,好用液壓機(jī)鍛造,也可以用機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)鍛造,但不建議用錘模鍛造。
航空航天器的發(fā)動機(jī)和動力系統(tǒng)工作在高溫環(huán)境下,因此材料需要具有良好的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性。航空航天工業(yè)要求材料具有的耐磨性和疲勞壽命,以確保航空器和航天器的長期可靠運行。
鎂合金常用于飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu),如機(jī)身壁板、梁和框架等。由于鎂合金的輕質(zhì)化優(yōu)勢,它可以減輕飛機(jī)的整體重量,提高燃料效率和飛行性能。
它也被廣泛用于飛機(jī)的起落架系統(tǒng)。鎂合金具有的強(qiáng)度和耐腐蝕性,在起落架中可以承受高壓和沖擊載荷,同時也能應(yīng)對復(fù)雜的環(huán)境條件。
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