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发表于 2007-11-13 19:02:18
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来自： 中国山东泰安
浮在水上的合金8 {- l5 ?5 N' C" {
浮在水上的合金
; ~+ c# I( ? H. \7 |龚根生 金属世界 1996.28 c4 @9 c+ S9 Z, p3 s% \9 ]/ l
在当今大力推进节能降耗、保护地球环境的时代，构件的材料轻量化是人们孜孜以求的目标。最近日本研究出一种能浮在水上的合金——超轻量的镁-锂（Mg-Li）合金，引起了人们的极大兴趣。
1 C+ J$ @3 z4 R* }: Z( r* u F Mg的密度为1.74g/cm 。比Al的密度（2.78 g/cm ）还低，是实用金属材料中最轻的。Mg合金在航空、汽车等领域的应用正日益扩大。Mg在200℃以上加工性能良好，可与Al合金匹敌；在200℃以下，其晶体结构为密排六方，加工性很差；若在室温下进行塑性加工，将全面开裂。因此，Mg合金主要用铸造的方法来成形。
0 T7 G) a* S) P/ n 另一种金属Li的密度仅0.543 g/cm 。虽然很轻，但不能单独实际应用。一个有趣的事实是，当Li加入到Mg中，形成Mg-Li合金时，其晶体结构和加工性能都发生了变化。由Mg-Li二元相图可知，当在Mg中加入6%以上Li时，出现体心立方结构的β相，冷加工性显著改善；当加入12%以上Li时，形成β单相组织，冷加工性良好。而且，随着Li添加量的增加，密度的下降，在加入33%Li时，Mg-Li合金的密度为1g/cm 。由此看来，在开发轻量而且加工性优良的合金方面，Mg-Li合金可以说是最有希望的。5 Z, g0 d8 `4 _
最近，日本长冈技术科学大学以小岛阳教授为首的研究小组，采用高频真空感应炉、氩气保护和特殊的熔炼工艺，制得了密度为0.95g/cm 。即能浮在水上的Mg-Li合金。随着Li加入量的增加，密度减低，为制得0.95g/cm 的合金，必须加入37%的Li。而且，为了提高合金的强度，利用固溶强化或析出强化，可以添加5%的Al或Zn。需添加较多的Li。该研究小组制得的浮在水上的合金，其成分和密度如下：
" u% G+ E3 X/ ~合金 密度（g/cm ! U8 W8 q6 ^4 S- J3 C- H E
Mg-36.8%Li 0.959
$ F# Q+ N' D8 O( U" KMg-37.6%-5%Al 0.948
" q7 N u; r! d9 G. @Mg-38.5%-5%Zn 0.946
' V! G' L$ C" z2 J- c" [0 p0 p 若以相同重量的体积来进行比较，Mg-Li合金2为Cu、Fe的9倍、Al的3倍，就是说，用Mg-Al合金制作的构件，重量可以大大地减轻。
5 r: l% v, `% ^) d h! z( K 那么，Mg-Li合金的加工性能如何呢？将截面积为100cm 、高为20cm的Mg-Li-Zn合金在试验机上进行压缩试验，载荷为100N。压下率可达82%，而不产生边裂；在进行冷轧试验时，可从30mm厚轧至0.04mm的箔片，加工率达99.9%，可见Mg-Li合金的加工性能极佳。
E- }9 z/ B6 C! U! C6 @ Mg-Li合金由于重量极轻，而加工成形性优良，可以轧成薄片，因此实用前景广阔，尤其最适合于要求非常轻量化的设备，如宇航机、手提式电子设备等。
3 F6 h4 p; |4 Y$ @ 为了使Mg-Li合金进一步得到应用，还需作更深入的研究，改进制造方法，改善材料性能，开发旨在提高耐蚀性的表面处理技术。以期在不久的将来，能在宇宙飞船和火箭上得到实际应用。 |
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发表于 2007-11-12 02:13:46
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