日本物質(zhì)·材料研究機(jī)構(gòu)開發(fā)可變形的鎂合金

日本物質(zhì)·材料研究機(jī)構(gòu)（NIMS）近日宣布，通過添加錳并使結(jié)晶晶粒細(xì)化，成功開發(fā)出了在室溫下可以如手風(fēng)琴一樣進(jìn)行蛇腹?fàn)钭冃蔚逆V合金。新開發(fā)材料的吸收能量特性為現(xiàn)有材料的3倍以上，因此，可期待作為輕質(zhì)且安全性高的金屬材料為汽車等的輕量化作出貢獻(xiàn)。

鎂是實(shí)用金屬材料中最輕的，從而作為汽車、火車車廂等輕量化材料而受到關(guān)注。但在室溫條件下，即使施加很大的力，鎂也僅能發(fā)生很小的塑性變形而瞬間損毀。因此從安全角度考慮，存在著不適于作為汽車等部件原材料或無法進(jìn)行復(fù)雜形狀加工等問題。

此次，NIMS研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了添加極微量的錳、并在200℃溫度下通過擠壓加工將結(jié)晶晶粒細(xì)化到5μm以下的鎂合金。使用開發(fā)材料和市售的鎂合金材料通過機(jī)加工制成高8mm、直徑4mm的圓柱形試驗(yàn)片和厚0.7mm、外徑6mm的圓筒形試驗(yàn)片，并比較了二者在室溫條件下進(jìn)行壓縮試驗(yàn)的變化情況。

市售材料在斜向開裂后的瞬間發(fā)生損毀，而開發(fā)材料則不是很快損毀，而是變形為蛇腹?fàn)罨虮有螤睢＿@表明，即使受力，開發(fā)材料也能如避震那樣吸收能量，而不易發(fā)生損毀。開發(fā)材料對于損毀的吸收能為現(xiàn)有材料3倍以上，非常優(yōu)異。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，是由于擠壓加工而變小的結(jié)晶晶粒之間集中了錳，促進(jìn)了結(jié)晶晶粒相互滑動的“晶界滑移”的緣故。

本成果可期待被用于汽車車身、汽車座椅、火車車廂的座位、自行車支架等的輕量化。此外，還有望降低壓力加工以及二次加工溫度實(shí)現(xiàn)節(jié)能化以及裝置成本的降低。