超轻镁锂合金的研究现状与发展趋势
2021-12-29圣冬冬施颖杰王茜茜
轻合金加工技术 2021年8期
圣冬冬,施颖杰,王茜茜,许 丽,孙 瑜
(上海航天信息研究所,上海 201109)
镁锂合金是目前世界上最轻的合金结构材料,密度0.95 g/cm3~1.65 g/cm3,也被称为超轻合金。镁锂合金具有极高的比刚度、比强度和优良的抗震性能以及抗高能粒子穿透能力,另外镁锂合金的密度远远小于航空用材铝锂合金的密度,因此镁锂合金开发出来后,已在汽车、电子产业、医疗器械、兵器工业、核工业、航空、航天等领域广泛应用,成为具有巨大应用潜力的结构材料之一[1]。
1 镁锂合金的国外发展现状
国外早在20世纪初就已经开始研究镁锂合金的结构,镁锂合金随着组织的改变,塑性变形能力显著提高,密度大大降低,这些研究成果为后来镁锂合金的工程应用开创了一个新的方向[2]。20世纪60年代以后,航天技术蓬勃发展,航天器对轻量化材料的需求与日俱增,美国和苏联开始将镁锂合金应用在航天器上,以降低运载火箭的发射重量和成本,进一步推动了镁锂合金的研究热潮。目前美国、俄罗斯、日本和德国等国家在镁锂合金领域都已经形成了完善的技术研发体系和商业应用体系。
1.1 美国
美国从1942年开始大规模研制镁锂合金,成功开发了LAZ933镁锂合金,并将其用于军事用途。此后美国巴特尔研究所开始了大规模的镁锂合金的研制工作,熔铸批次达1 700余次,研究目标是开发出密度低、比强度高、比刚度高、塑性好的超轻镁锂合金。1957年,美国陆军弹道导弹部门与巴特尔研究所合作,研制出了商业LA141镁锂合金(Mg-14Li-1Al,密度1.35 g/cm3,抗拉强度130 N/mm2,伸长率12%,杨氏模量42.7 GPa),并将其纳入航空标准AMS4386。……
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