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基于专利分析的我国铝镁合金制备技术发展现状研究

新材料产业2019/05/24 13:57:50

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铝道网】能源、安全、环保是关系到人类生存和发展的3大关键问题,轻质环保的材料已经愈发受到人们的关注。铝镁合金材料具有密度小、比强度、比刚度高、耐腐蚀、可回收再生等特点,在合金市场上的份额越来越多,其应用已经普及到国民经济各部门和人们生活各方面,并且为满足交通运输工具的轻量发展需求,铝镁合金在工业上得到了更加广泛地应用,而且在很多领域已经代替了钢材,木材和塑料,成为人类社会的一种重要基础材料。

目前,铝镁合金在造船业、航天行业、建筑以及运输领域都有较大范围的应用[1]。铝镁合金具有很多优良的物理化学性质,如断裂韧度高、塑性强、抗疲劳强度高以及耐腐蚀性好,同时由于铝镁合金相比常规金属材料较为柔软,易于成型和焊接,便于塑造成需要的形状,还可

以锻造成丝,所以其可以作为铝合金结构件的主要焊接材料,焊接点的好坏直接决定着构件的质量,相同材质的基材,性能优异的焊接点能够提高整体结构的稳定性,其中对焊接材料影响*大因素就是焊接材料的组分和性能,所以铝镁合金的性能是影响整体构件性能的重点,因此,通过制备方法的优化达到铝镁合金材料性能的提高,对铝合金焊接结构件乃至整个合金领域的发展都具有重要意义。对于铝镁合金的制备技术,比较成型的工艺是中强度铝合金材料的生产,但该工艺是经过挤压成型或牵引后经过多次退火与拉制成型,其生产工艺过于复杂繁琐、牵引效率低、生产速度慢,而且需多次退火,导致成本极高、材料利用率低、产生许多边角料、生产成本过高、生产工艺过程复杂繁琐。因此需要一种生产工艺简单,生产效率高的中强度铝合金材料的制备方法。

近年来,关于研究高强度铸造铝镁合金材料方面的报道越来越多,尤其是在专利领域。在中国专利CN104561699A中记载的一种高强度铝镁合金材料,其成分铝(Al)-镁(Mg)-()Cu-(硅)Si-()Zn-(锰)Mn-(钛)Ti-(铬)Cr-(锆)Zr-钐(Sm)-钕(Nd)-钇(Y),其常温抗拉强度为300~400MPa,断后伸长率为12%~14%,布氏硬度为60~75HB,此合金在同系列产品中具有较高的抗拉强度和断后伸长率。但是,由于此合金镁元素含量低,导致了固溶处理后硬度较低(低于ZL305合金的硬度),难以满足武器装备复杂使用环境的要求;而且此合金加入了价格昂贵的Sm、Nd和Y等多种稀土元素,使得熔炼浇注工艺复杂且成本增加。在中国专利CN103540814A中记载了一种含镁量质量分数达到20%~35%的铝镁合金,该合金具有高导热系数和较好抗拉强度。但是该合金的高镁元素含量已超过了镁元素在铝基体中的固溶度极限,极易导致在长时间自然时效状态下延伸率急剧下降,引起关重构件发生应力腐蚀和应力开裂。

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