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稀土新闻|稀土镁合金在航空航天领域中的应用

浏览:163 发表时间:2020-06-23 09:51:32

想来很多军迷应该都知道这么一种材料!它是最轻的金属结构材料!它被誉为“21世纪绿色工程材料”。它能让战斗机减重,即可以满足让战斗机轻量化的需求,以此大大地减少燃料费,还提高战斗机的机动性能,进而提升战斗机的战斗力和生存能力。它就是航空材料——稀土镁合金。


实际上,稀土镁合金在我国航空航天领域中的应用最早可以追溯到二十世纪五十年代。那会儿,我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架以及发动机机匣就都是采用的稀土镁合金。七十年代后,我们的强击机、直升机、导弹、卫星等也开始推广应用稀土镁合金,例如,直升机的发动机后减速机匣、歼击机机翼翼肋等重要零件就是选用的ZM6合金——铸造镁合金三大系列之一“镁-稀土金属-锆系合金”中的一种,即一种以钕为主要合金元素的高强度耐热镁合金。


据文献记载,镁合金是最轻的金属结构材料,被广泛应用于制造飞机、战斗机、导弹、飞船、卫星上的重要机械装备零件,以减轻零件重量,提高飞行器的机动性能,降低航天器的发射成本。此外,镁合金还被广泛应用于轨道交通、汽车和3C产品等领域。镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,因为它具有比强度/比刚度高、尺寸稳定、易于加工成形、导热导电性好、阻尼减震、电磁屏蔽和容易再回收等优点。


然而,镁合金在航空航天领域的应用是受限的。因为镁合金强度偏低,尤其是高温强度和抗蠕变性能较差。而且,镁合金铸件容易形成缩松和热裂纹,成品率低,镁合金变形件塑性加工条件控制困难,导致组织与力学性能不稳定。针对这些问题,我国科研人员经过二十多年的探索与开发,终于在镁合金新材料与新工艺方面取得了较大的进展。


镁合金新材料方面,基于稀土元素可有效提高镁合金的力学性能和耐热性能,科研人员研发了两种新型稀土镁合金,即JDM1铸造镁合金和JDM2铸造镁合金。其中,JDM1铸造镁合金是一种低稀土含量的镁合金,其典型的室温力学性能为屈服强度140MPa、抗拉强度300MPa、延伸率10%;JDM2铸造镁合金是一种高稀土含量的镁合金,其典型的室温力学性能为屈服强度240MPa、抗拉强度370MPa、延伸率4%。与传统商用WE54高强度耐热镁合金相比,JDM2镁合金具有更好的高温与低温力学性能。


镁合金新工艺方面,近日,有好消息传来——包钢稀土院成功研制大尺寸稀土镁合金棒材。据国资委网站报道,近日,包钢稀土院中试基地与东北大学、上海交通大学合作研发了半连续铸造技术,突破性解决了大尺寸稀土镁合金棒材内应力大、径向晶粒尺寸差异大、力学性能不均等技术难点,成功研制出直径550mm的大尺寸稀土镁合金棒材,标志着大尺寸、高品质锻造轮毂及挤压型材的低成本化成为可能,处于国内领先地位。同时,包钢稀土院引进QC830冷室压铸系统,实现年产300吨稀土镁合金薄壁器件制备能力,加速推进稀土镁合金材料在下游领域的应用。


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