可室溫軋制的高塑性超細晶鎂合金檢視原始碼討論檢視歷史

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可室溫軋制的高塑性超細晶鎂合金在傳統金屬結構材料中，塑性加工製品比重占70 %以上，而變形鎂合金產品市場份額不足10 %。

1、技術背景和意義

在傳統金屬結構材料中，塑性加工製品比重占70 %以上，而變形鎂合金產品市場份額不足10 %。這是由於鎂的晶體結構為密排六方結構，在室溫下只有兩條獨立的基面滑移系可動，非基面滑移系開動所需要的臨界剪切應力（CRSS）比基面滑移大很多，難以開動。隨變形溫度的升高，非基面滑移CRSS大幅降低，塑性變形能力顯著升高，因此，鎂合金通常在較高的溫度（>400 °C）下進行變形加工。然而，在較高的溫度下進行成形，易形成粗大組織和強烈基面織構，嚴重損害塑性。同時，成形精度難以控制，在製備薄板和鎂箔等精度要求較高的材料時難度極大。

2、技術原理、技術要點

（1）技術原理

通過分析位錯運動與晶界的交互作用機制和晶粒特徵與晶界運動的交互作用機制，探究激活晶界運動的關鍵影響因素，主要包括位錯運動、晶粒特徵、晶界運動三方面的交互作用，分析得出位錯、晶粒特徵對晶界運動的激活情況，凝練出晶界滑移調控鎂合金成形性能的基本準則和技術原型。通過改變加工方式調控超細晶鎂合金的顯微組織，得出超細晶鎂合金冷軋高成形性調控機理。

（2）技術要點

①利用晶界轉動、滑移增加鎂合金在塑性變形過程中的變形機制，能夠解決鎂合金滑移系不足的問題，可以有效提升鎂合金塑性和成形性能，能夠從根本上解決鎂合金塑性、成形性差的問題；②從晶粒的特徵參數（尺寸、形態和取向）變化提出影響晶界運動的主要因素，分析影響晶界運動本質因素，闡釋影響晶界運動的本質原因，提出開啟超細晶的晶界轉動和滑移影響因素；③提出晶界滑移調控鎂合金成形性能的基本準則和技術原型，設計相應驗證實驗，對基本準則和技術原型進行修正和驗證，確保其準確性，揭示鎂合金冷軋高成形性的調控機理。

3. 應用情況及效果

鎂合金在變形加工時，隨變形溫度的升高，鎂合金非基面滑移的臨界剪切應力大幅降低，塑性變形能力顯著升高，因此，鎂合金通常在較高的溫度（>400 °C）下進行變形加工。然而，在較高的溫度下進行成形，不僅帶來大量能源的消耗，還形成了粗大的顯微組織和強烈的基面織構，嚴重損害了變形鎂合金的塑性。同時，較高的加工溫度導致材料成形的精度難以控制，在製備鎂合金薄板和鎂箔等精度要求較高的材料時難度極大。尤其是厚度約0.3-2mm的高延展性的鎂合金薄板帶材，這項薄板製備技術由美國德國和日本等少數幾個國家所壟斷，我國僅能進行極小批量的生產。因此，改善鎂合金的塑性變形機制，提高鎂合金的塑性變形能力，優化鎂合金的室溫塑性和成形能力，能突破國外的技術封鎖，實現高性能鎂合金薄板和鎂箔等材料的自主化生產。