近期，中科院金屬研究所材料環(huán)境腐蝕研究中心韓恩厚、陳榮石研究員帶領(lǐng)博士生閆宏、吳迪在鎂合金相平衡熱力學(xué)原理和相圖計(jì)算基礎(chǔ)上，通過添加適量的元素，如Y、Nd、Gd等，優(yōu)化軋制工藝、中間退火和軋制后的最終退火工藝，研究了一系列Mg-Zn-RE合金軋制板材的組織、織構(gòu)和各向異性。相關(guān)文章在Materials Science and Engineering A，527(2010)3317-3322上發(fā)表。
　　結(jié)果表明，新合金系不僅具有優(yōu)良的軋制性能，軋制后獲得了均勻的再結(jié)晶組織，同時(shí)，細(xì)小的第二相均勻地分布在基體中。該合金板材的織構(gòu)與AZ31板材明顯不同，織構(gòu)中晶粒的c軸向板材的橫向偏轉(zhuǎn)±30-45°，類似于等通道制備的AZ31，且織構(gòu)的強(qiáng)度明顯低于軋制AZ31鎂合金板材。具有弱基面織構(gòu)的新型鎂合金軋制板材室溫下沿板面拉伸時(shí)，大部分晶粒的基面滑移都具有高的schmid因子，大量基面滑移被啟動(dòng)，有效協(xié)調(diào)板材厚度方向的應(yīng)變，并抑制壓縮孿晶的產(chǎn)生，顯著提高其伸長率，降低各向異性因子。板材的應(yīng)變硬化指數(shù)（n值）高達(dá)0.25-0.29，軋向伸長率約33%；橫向伸長率接近50%；表征各向異性的Lankford值（r）很低，僅為0.8到1.3；r值接近1，表明板材在拉深成形過程中產(chǎn)生制耳的可能性小；Erichsen實(shí)驗(yàn)表明，該板材的成形性能接近一些典型的鋁合金。IE值約為8，遠(yuǎn)高于商業(yè)鎂合金的4，意味著新型板材不僅可以輕易地在平板上進(jìn)行加強(qiáng)筋、花紋圖案、標(biāo)記等局部成形，而且可以進(jìn)行飛機(jī)和汽車蒙皮等薄板的拉脹成形。
　　研究發(fā)現(xiàn)，與鋁合金利用第二相顆粒促進(jìn)再結(jié)晶形核（Particle Stimulated Nucleation，PSN）弱化織構(gòu)的原理類似，鎂合金中加入稀土元素形成大量細(xì)小的第二相對弱化軋制的基面織構(gòu)起到了重要作用。同時(shí)，研究還注意到，軋制過程中形成大量與軋制方向呈一定角度的剪切帶，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶優(yōu)先在這些剪切帶中發(fā)生，其再結(jié)晶晶粒具有隨機(jī)取向，弱化了基面織構(gòu)。關(guān)于該新型材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)理及其與軋制板材的織構(gòu)形成、室溫高塑性和高成形性能的關(guān)系仍需更深入的研究。
　　與其它金屬、塑料和木料等結(jié)構(gòu)材料相比，鎂及鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，減振性好，電磁屏蔽和抗輻射能力強(qiáng)，易切削加工，易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子和家用電器、家庭日用品、休閑和健身裝備、航天、航空和國防領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用，被稱為21世紀(jì)的綠色工程材料，并有望在不遠(yuǎn)的將來成為用量繼鋼鐵和鋁合金之后的第三大金屬結(jié)構(gòu)材料。
　　金屬所相關(guān)技術(shù)的研發(fā)將可能加速鎂合金板材、管材、型材及復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的步伐。