近日,印度理工學(xué)院馬德拉斯分校(IIT)、北德克薩斯大學(xué)及美國陸軍研究實驗室的科研團(tuán)隊攜手,成功研發(fā)出一種新型工程鎂合金。該合金在汽車工業(yè)中具有替代鋼材和鋁合金的巨大潛力,有望顯著提升車輛的燃油效率。
據(jù)印度理工學(xué)院馬德拉斯分校機(jī)械工程系副教授蘇山塔·庫馬爾·帕尼格拉希介紹,盡管鎂合金因密度低而備受矚目,但傳統(tǒng)鎂合金的強(qiáng)度低、延展性差等缺陷限制了其在結(jié)構(gòu)部件中的廣泛應(yīng)用。而此次研發(fā)的新型鎂合金,不僅具備高強(qiáng)度和高延展性,更在更高應(yīng)變速率下展現(xiàn)出超塑性,這將極大地縮短整體制造時間,降低工作量和成本。
帕尼格拉希指出,新型鎂合金的輕量化特性對于降低車輛碳足跡具有重要意義。輕量化車輛在運(yùn)行過程中消耗的燃料更少,從而提高了燃油效率。在當(dāng)前對稀缺能源經(jīng)濟(jì)利用的需求日益迫切,以及對降低環(huán)境影響實施更嚴(yán)格排放控制的背景下,汽車和航空航天工業(yè)正積極尋找替代傳統(tǒng)材料的先進(jìn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。
為實現(xiàn)這一目標(biāo),研究團(tuán)隊采用了含釓(Gd)、釔(Y)和鋯(Zr)等稀土元素的鎂合金,并通過熱機(jī)械加工技術(shù)獲得了該鎂合金的超細(xì)晶粒版本。在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊還設(shè)計了納米沉淀物和熱穩(wěn)定超細(xì)金屬間化合物,從而實現(xiàn)了迄今為止所有鎂合金中最高的強(qiáng)度-延展性組合以及最高的高應(yīng)變率超塑性。
這一研究成果已發(fā)表在知名同行評審期刊《材料研究快報》上,標(biāo)志著鎂合金在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了重要一步。