Ny letvægtsmetal lige så formbar som aluminiumplade med 1,5 gange højere styrke

Et forskerhold ved NIMS og Nagaoka University of Technology udviklede højstyrke magnesiumplader, der har fremragende formbarhed, der kan sammenlignes med den af ​​aluminiumplademetal, der i øjeblikket bruges i karrosseripaneler på nogle biler. Legeringen bruger kun almindelige metaller, og forventes at blive en lavpris letvægtsplade til bilapplikationer.

Magnesiumlegeringer er omkring 75 % lettere end stål og 33 % lettere end aluminiumslegeringer, og deres brug som strukturelle materialer i bilkarosserier forventes at være effektive til vægtreduktion for bedre brændstofeffektivitet. Imidlertid, stort set ingen magnesiumlegeringer anvendes i bilkarosserier på grund af deres høje forarbejdningsomkostninger, der stammer fra magnesiumpladernes dårlige formbarhed og lave styrke.

Forskerholdet udviklede for nylig en ny aldershærdelig magnesiumlegering:Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn-0.3Zn (tal angiver grundstoffer efter atomprocent), kaldet AXMZ1000. Den nyudviklede legering har fremragende formbarhed ved stuetemperatur, der kan sammenlignes med den for mellemstyrke aluminiumslegeringer, der bruges i nogle bilkarosserier. Ud over, den nye legering er 1,5 til 2,0 gange stærkere end aluminiumslegeringen. Den fremragende formbarhed blev opnået ved at tilsætte meget små mængder zink (Zn) og mangan (Mn), hvilket førte til dannelsen af ​​fine kornstrukturer, og den høje styrke blev opnået ved at tilsætte aluminium (Al) og calcium (Ca), som inducerede styrkelsen af ​​legeringen ved dannelsen af ​​atomklynger.

Den nyudviklede legering består kun af almindelige metaller, så materialeomkostningerne er ikke dyre. Også, det kan rulles til plader ved hjælp af simple processer og varmebehandlinger, der almindeligvis anvendes til aluminiumslegeringer. Den nyudviklede legering overvinder de mangeårige problemer for magnesiumlegeringer – nemlig, lav styrke og dårlig formbarhed ved stuetemperatur. Da forarbejdningsomkostningerne for det nye materiale forventes at være lave, der er gode muligheder for praktiske anvendelser i bilkarosserier eller kabinetter til bærbare computere og mobiltelefoner for deres vægtreduktion.

Denne undersøgelse blev udført som en del af JST Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program (ALCA).

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Scripta Materialia den 16. juni, 2017.