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10月13日,在鎂業(yè)分會第19屆年會上,中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院金屬材料所,鄭州輕研合金科技有限公司肖陽博士做了題為《關(guān)于高強(qiáng)高韌耐蝕鎂合金發(fā)展的思考》報告。
報告根據(jù)作者在高強(qiáng)度、高塑性、耐腐蝕的新型鎂合金研究開發(fā)過程的經(jīng)驗(yàn)與思考,對如何運(yùn)用強(qiáng)化手段來大幅度提高鎂合金的強(qiáng)度;如何從合金化、變形方式、滑移系的開動方式解決鎂合金室溫成形困難的問題;如何從純凈化、降低腐蝕點(diǎn)位、均勻腐蝕和耐蝕膜層等方式開發(fā)出耐蝕鎂合金,解決鎂合金發(fā)展中存在的困境,開發(fā)出高強(qiáng)高韌耐蝕的鎂合金,共推中國鎂業(yè)健康有序的發(fā)展做了細(xì)致全面的闡述。
肖陽博士講到,在第18屆中國鎂業(yè)大會上左鐵鏞院士指出“強(qiáng)度低、難成形、易腐蝕”三大世界難題是制約鎂合金發(fā)展的瓶頸,導(dǎo)致其生產(chǎn)與后續(xù)應(yīng)用的成本高,作為結(jié)構(gòu)材料,鎂與鋁合金、鈦合金、高分子等材料在應(yīng)用競爭中處于劣勢,嚴(yán)重制約了鎂合金的發(fā)展。如何研究開發(fā)高強(qiáng)度、高塑性、耐腐蝕的新型鎂合金決定鎂合金的發(fā)展前景,是鎂合金與鋁、鈦、高分子等材料相競爭的關(guān)鍵。對此,肖陽博士提出新型鎂合金的發(fā)展思路與應(yīng)對措施:
1、開發(fā)600MPa級別超高強(qiáng)變形鎂合金
鋁合金從輕鋁向硬鋁發(fā)展,強(qiáng)度從普通250MPa、向中強(qiáng)350MPa、高強(qiáng)400-500MPa、超高強(qiáng)>500MPa方向發(fā)展,從而使其用途更廣。變形鎂合金需從AZ31<300MPa,向中強(qiáng)>350MPa(Mg-Zn-Zr系)、高強(qiáng)>400MPa(Mg-Re-X)甚至超高強(qiáng)>600MPa方向發(fā)展。重點(diǎn)挖掘析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的潛力,進(jìn)一步挖掘鎂稀土合金的強(qiáng)度強(qiáng)力?!?00MPa的高強(qiáng)鎂合金未來如能實(shí)現(xiàn),鎂合金在強(qiáng)度方面將具有明顯優(yōu)勢,將有效提升鎂合金在航空航天、武器裝備和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的市場競爭力。
2、推廣可卷式軋制鎂合金板材的應(yīng)用
卷式法將使鎂板帶材的成品率大幅度提高、成本下降。現(xiàn)在的鎂板軋制與三十年前鋁加工的板式法軋制相似。目前鋁卷重約十余噸,生產(chǎn)效率高,鎂板帶需要學(xué)習(xí)鋁當(dāng)年走過的路徑。
目前鎂板的生產(chǎn)還是用板式法生產(chǎn),這種工藝設(shè)備簡單、投資少,但生產(chǎn)效率和成品率低、勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)環(huán)境差、周期長、產(chǎn)量小,板材的尺寸精度差、表面光潔度低、性能一致性差,不能滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的要求。卷軋鎂合金或?qū)⒌玫酵茝V應(yīng)用,將有效降低鎂合金的成本,提高鎂合金在高附加值結(jié)構(gòu)件中的市場份額。
3、開發(fā)“不銹”鎂合金產(chǎn)品
鎂合金與鋁合金的耐蝕性差距很大,跟鈦合金更是無法相比,一方面限制了鎂合金的應(yīng)用范圍,另一方面對鎂合金的生產(chǎn)、儲存和運(yùn)輸?shù)仍斐刹焕绊懀萍s了鎂合金的應(yīng)用和發(fā)展。
鄭州輕研院最近已在Mg-Li-X耐蝕性方面取得突破性進(jìn)展,產(chǎn)品耐蝕性得到很大提高。未來隨著研究深入,“不銹”鎂合金如能實(shí)現(xiàn),必將是鎂合金研究領(lǐng)域的突破性進(jìn)展,極大促進(jìn)鎂合金的應(yīng)用范圍。
4、規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營進(jìn)一步降低成本
鋁和鈦都是國家隊(duì)帶頭,企業(yè)規(guī)模大,技術(shù)、裝備先進(jìn),鎂以民營企業(yè)為主,規(guī)模小、數(shù)量多,裝備、技術(shù)水平落后,效率低、效益差,且容易惡性競爭,造成產(chǎn)能過剩。鎂需要學(xué)習(xí)鋁和鈦發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn),提高行業(yè)的整體技術(shù)、裝備水平和集中度,形成規(guī)模效應(yīng),降本增效。
豎罐還原冶煉技術(shù)使得原鎂成本降低、短工藝流程路線和技術(shù)裝備提升等因素,鎂合金板帶箔材生產(chǎn)成本未來或?qū)⒅v到 ≤5萬元/噸。
四種應(yīng)對措施:
1、開發(fā)600MPa變形鎂合金
具有比強(qiáng)度優(yōu)勢,挖掘鎂合金作為輕質(zhì)合金在重要結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用潛力。
2、開發(fā)可卷式軋制高韌鎂合金
室溫易二次加工(或沖壓),降低高附加值變形鎂合金板材的應(yīng)用成本。
3、開發(fā)“不銹”鎂合金產(chǎn)品
在Ma-Li-X耐蝕鎂合金的基礎(chǔ)上開發(fā)“不銹”鎂合金產(chǎn)品,解決鎂合金應(yīng)用范圍的制約。
4、低成本化
原鎂成本降低、短工藝流程路線、技術(shù)裝備提升、規(guī)模化經(jīng)營,降本增效,提升鎂合金的市場競爭力。
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