低碳鋼和6000系列鋁(Al)合金是用于汽車車身面板的主要材料，因為它們在沖壓成型操作中表現出優異的成形性和烘烤硬化性。近年來，為了滿足日益增長的減重需求，使用更輕的結構材料已成為汽車工業的必然要求。鎂(Mg)作為最輕的結構金屬，在汽車車身上的潛在應用已引起廣泛關注。然而，較差的室溫力學性能和高的加工成本阻礙了工業加工Mg合金薄板的廣泛應用，如Mg-3Al-1Zn-0.3Mn (wt.%) (AZ31)和Mg-1Zn-0.2Ce (wt.%) (ZE10)。AZ31合金片材屈服強度約為200MPa，足以作為汽車車身片材。然而，由于在熱機械加工過程中產生的強(0002)晶體結構，其Erichsen(I.E.)值(拉伸成形性的指標)小于4mm，低于汽車車身面板沖壓所需的值。相比之下，ZE10合金薄板的結晶織構較弱，因此晶體織構值要高得多，約為8-9mm，可與6000系列鋁合金薄板相媲美。然而，成形性的改善需要顯著犧牲屈服強度，這被稱為“強度-成形性權衡困境”。為了促進鎂合金在汽車工業中的應用，開發高強度、低成本的可鍛壓鎂合金是十分必要的。一般來說，固溶(T4)處理的合金板材由于塑性變形組織的恢復和再結晶而表現出較低的屈服強度；因此，在晶體織構減弱的情況下，它們可以提供良好的成形性，這在ZE10合金中得到了證明。盡管傳統的加工鎂合金不表現出明顯的時效硬化反應，但成分優化的鎂合金的屈服強度可以通過人工時效得到顯著提高。因此，開發具有優良RT可成形性和快速時效淬透性的可熱處理鎂合金是解決鎂合金強度可成形性權衡問題的一種有前途的途徑。遺憾的是，現有的已加工鎂合金時效硬化響應特別差，因此其析出硬化特性不明顯，沒有得到實際應用。基于此，日本國家材料科學研究所K. Hono教授首次證明了雙輥鑄軋鎂合金板的烘烤硬化性，其可與觀察到的低碳鋼和6000系列鋁合金相媲美。所研制的僅含Al、Zn、Ca、Mn等廉價元素的合金，只需2%預應變，在170℃僅時效20分鐘。此外，新開發的鎂片基體織構較弱，微觀組織較細，具有與6000系列鋁合金一樣好的RT成形性能。相關研究結果以Bake-hardenable MgeAleZneMneCa sheet alloy processed by twin-roll casting 為題發表在金屬頂刊Acta Materualia上。論文鏈接：//doi.org/10.1016/j.actamat.2018.07.057采用雙輥鑄軋（TRC）工藝生產了寬260mm、厚4mm的Mg-1.3Al-0.8Zn-0.7Mn-0.5Ca (wt.%)(以下指定為AZMX1110)合金薄板。TRC板在450℃馬弗爐中加熱2小時，然后水淬。均勻化后的板在100℃軋至1mm厚，每道厚度減少約30%。除了最后一次軋制外，板材每道次前在400℃退火10分鐘。在170℃油浴時效。通過烘烤硬化處理(即預拉伸2%，在170℃下時效20分鐘)，該合金的屈服強度可以從177 MPa顯著提高到238 MPa。該合金的烘烤硬化性約為40 MPa，可與目前用于制造汽車車身的低碳鋼和中等強度鋁合金相媲美。綜上所述，本文采用低成本雙輥鑄造工藝生產了可烘烤硬化(BH)和室溫(RT)可成形的Mg-1.3Al-0.8Zn-0.7Mn-0.5Ca (wt.%) (AZMX1110)合金板材。在RT條件下，由于弱的“四重”基織構，其Erichsen值指數為7.8 mm。通過烘烤硬化處理(即預拉伸2%，在170℃下時效20分鐘)，該合金的屈服強度可以從177 MPa顯著提高到238 MPa。該合金的烘烤硬化性約為40 MPa，可與目前用于制造汽車車身的低碳鋼和中等強度鋁合金相媲美。本文來自材料學網微信公眾號，歡迎友好轉載，轉載請聯系后臺，未經許可，謝絕轉載
