日本研发高强度镁合金件 未来或将用于车身件

盖世汽车讯 据外媒报道，日本国立物质材料研究所（National Institute for Materials Science，NIMS）的研究团队与国立长冈技术科学大学（Nagaoka University of Technology）共同研发了新款高强度镁合金板（Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn–0.3Zn）。

相较于某些车企当前车身钣金件所采用的铝金属薄板（aluminum sheet metal），其常温下的成型性能相当出色。经热处理后，该款镁合金的强度比铝合金高，其仅用到常见的金属材料，未来或将成为一款低成本的轻量化车用薄板。

很久以前，轻量化的镁合金就已引起汽车行业的关注，众多车企希望将该材料应用到各类汽车应用中。然而，由于镁合金在室温下强度低、成型性能差，阻碍了镁板状合金的应用推广。通常，延展成型能力（stretch formability）与屈服强度（yield strength）呈现逆向相关性。为此，很难同时确保高强度及高成型性能。

但最近的研究表明，稀释Mg–Al–Ca–Mn （AXM）系统的配比后，或将制成工业级锻造合金（wrought alloys），使其拥有非凡的高速挤出性（high-speed extrudability），其时效硬化感受性（age-hardening response）也极快。若能将其应用到板状合金，预计将对汽车行业产生巨大的影响。

因此，该团队曾多次尝试通过AMX系统研发板状合金（sheet alloys）。在加工Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn at.%（原子百分比）合金期间，其发现只需将少量的锌（0.3 at.%）添加到Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn合金后，将大幅提升其延展成型性能。此外，经过短时老化（subsequent short time aging）将导致含锌合金强度呈现大幅提升。

新研发的合金被取名为AXMZ1000，该款合金在常温下的成型性能可媲美中等强度的铝合金，后者多被用于制造汽车车身件。此外，该合金的强度比铝合金高1.5-2倍。

向该款合金加入少许锌及镁金属后，将形成细粒结构（fine grain structures）；加入铝和钙后，将实现高强度，这得益于原子团簇（atomic clusters）的生成，进而提升了合金的强度。

新研发的合金均由普通金属制成，其材料成本并不昂贵。该合金的制作及热处理工艺简单，可将该合金加工为金属薄板，所用工艺也常见于铝合金制造中。