高模量镁合金

模量达 56.1 GPa

通过原位合成高模量 Al₂RE 相，在保持轻质的同时显著提高镁合金的弹性模量。

Xuhui, Feng · 王晓军 · 徐超 · 胡小石 · 施海龙 · Li, Xuejian · 卢振

Journal of Magnesium and Alloys 2024

具体参数

弹性模量

{'zh': '51.8', 'en': '51.8'} GPa

弹性模量

{'zh': '53.8', 'en': '53.8'} GPa

弹性模量

{'zh': '56.1', 'en': '56.1'} GPa

屈服强度

{'zh': '341', 'en': '341'} MPa

延伸率

{'zh': '9.1', 'en': '9.1'} %

技术优势

模量显著提高

加入 Al 后原位生成高模量 Al₂RE 相，合金模量从普通镁合金的约 45 GPa 提高到最高 56.1 GPa，提升了约 25%，更接近铝合金的刚度水平。

强度与塑性可调

通过调整 Al 含量控制 Al₂RE 与 Mg₅RE 相的比例，从而改变再结晶行为，获得双峰或均匀再结晶组织，实现高强度（341 MPa）或较高延伸率（9.1%）的定制。

保持低密度

合金基体仍以轻质 α-Mg 为主，Al₂RE 相含量有限，整体密度远低于钢和铝合金，在提高模量的同时保持结构减重优势。

制备工艺可行

采用常规熔炼和挤压即可制备，无需特殊设备或复杂热处理，便于工业化生产高模量镁合金。

应用场景

• 航空航天结构件：用该高模量镁合金替代部分铝合金，可减重并提高结构刚度。
• 轻量化机械部件：用于制造轻质且抗变形的机械件，如壳体和支架。
• 高刚性合金应用：在需要高刚度的场合替代传统镁合金，改善抗弯性能。
• 金属基复合材料：可作为金属基复合材料的基体，利用 Al₂RE 相进一步强化。