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高强高韧镁合金的研发和应用取得新进展

        长春应化所与临江市东锋有色金属股份有限公司、一汽铸造有限公司、扬州宏福铝合金有限公司、长春中科希美镁业有限责任公司合作,在“高强高韧镁合金的研发和应用”方面取得新进展,近日荣获2013年吉林省技术发明奖一等奖(主要完成人:张洪杰、孟健等)。

  镁因其重量轻、节能、可回收等优点,被誉为21世纪的绿色工程材料。但由于其强度不足,耐热抗蠕变和高温服役性能差,制约了镁合金部件在航空航天和汽车工业上的大规模应用。研发有自主知识产权的高性能镁合金,对于扩大镁合金的应用,提高中国汽车工业产品的技术含量和档次,提升中国镁冶炼行业的技术水准,自主掌握先进镁合金材料研发的核心技术具有重要意义。 

  长春应化所科研人员在国家863和中科院知识创新工程重要方向项目资助下,针对国家重大战略需求,系统开展了高强高韧镁合金的研发。针对国外专利的ZK60镁合金在高温时力学性能较差的弱点,创新性地提出通过添加稀土钇(Y)和钆(Gd)的合理配比,通过YGd较大的凝固系数与Zn的较小的凝固系数匹配抑制Zn在镁合金中的热裂,发明了高强高韧镁合金;针对高价值稀土钕(Nd)资源浪费大、成本高的弱点,提出采用大量过剩、廉价La/Ce混合稀土、富钇混合稀土为原料,研发低成本、耐热抗蠕变稀土镁合金,从而解决了传统镁合金强度低、耐热抗蠕变性能差的关键问题。 

  该成果获授权美国专利1项,国家发明专利7项,出版专著1部;2项专利技术转让临江市东锋有色金属股份有限公司,2项专利技术研发的耐热抗蠕变稀土镁合金材料首次应用于一汽集团460马力发动机汽缸罩盖;与扬州宏福铝合金有限公司合作申请2项专利;在长春中科希美镁业有限责任公司实现了产业化,为国内外50多个单位提供高性能镁合金用于科研和产品研发。该成果不仅显著推进了高性能镁合金基础研究的发展,也为高性能镁合金在航空航天、汽车和轨道交通利用的应用奠定了坚实的基础。