稀土鎂合金在我國(guó)航空航太領(lǐng)域中的應(yīng)用最早可以追溯到二十世紀(jì)五十年代。那會(huì)兒，我國(guó)仿製的飛機(jī)和導(dǎo)彈的蒙皮、框架以及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣就都是採(cǎi)用的稀土鎂合金。七十年代後，我們的強(qiáng)擊機(jī)、直升機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等也開(kāi)始推廣應(yīng)用稀土鎂合金，例如，直升機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)後減速機(jī)匣、殲擊機(jī)機(jī)翼翼肋等重要零件就是選用的ZM6合金——鑄造鎂合金三大系列之一“鎂-稀土金屬-鋯系合金”中的一種，即一種以釹為主要合金元素的高強(qiáng)度耐熱鎂合金。
據(jù)文獻(xiàn)記載，鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，被廣泛應(yīng)用於製造飛機(jī)、戰(zhàn)鬥機(jī)、導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星上的重要機(jī)械裝備零件，以減輕零件重量，提高飛行器的機(jī)動(dòng)性能，降低航天器的發(fā)射成本。此外，鎂合金還被廣泛應(yīng)用於軌道交通、汽車和3C產(chǎn)品等領(lǐng)域。鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”，因?yàn)樗哂斜葟?qiáng)度/比剛度高、尺寸穩(wěn)定、易於加工成形、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、阻尼減振、電磁遮罩和容易再回收等優(yōu)點(diǎn)。
然而，鎂合金在航空航太領(lǐng)域的應(yīng)用是受限的。因?yàn)殒V合金強(qiáng)度偏低，尤其是高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能較差。而且，鎂合金鑄件容易形成縮松和熱裂紋，成品率低，鎂合金變形件塑性加工條件控制困難，導(dǎo)致組織與力學(xué)性能不穩(wěn)定。針對(duì)這些問(wèn)題，我國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)二十多年的探索與開(kāi)發(fā)，終於在鎂合金新材料與新工藝方面取得了較大的進(jìn)展。
鎂合金新材料方面，基於稀土元素可有效提高鎂合金的力學(xué)性能和耐熱性能，科研人員研發(fā)了兩種新型稀土鎂合金，即JDM1鑄造鎂合金和JDM2鑄造鎂合金。其中，JDM1鑄造鎂合金是一種低稀土含量的鎂合金，其典型的室溫力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度140MPa、抗拉強(qiáng)度300MPa、延伸率10%；JDM2鑄造鎂合金是一種高稀土含量的鎂合金，其典型的室溫力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度240MPa、抗拉強(qiáng)度370MPa、延伸率4%。與傳統(tǒng)商用WE54高強(qiáng)度耐熱鎂合金相比，JDM2鎂合金具有更好的高溫與低溫力學(xué)性能。
鎂合金新工藝方面，近日，有好消息傳來(lái)——包鋼稀土院成功研製大尺寸稀土鎂合金棒材。據(jù)國(guó)資委網(wǎng)站報(bào)導(dǎo)，近日，包鋼稀土院中試基地與東北大學(xué)、上海交通大學(xué)合作研發(fā)了半連續(xù)鑄造技術(shù)，突破性解決了大尺寸稀土鎂合金棒材內(nèi)應(yīng)力大、徑向晶粒尺寸差異大、力學(xué)性能不均等技術(shù)難點(diǎn)，成功研製出直徑550mm的大尺寸稀土鎂合金棒材，標(biāo)誌著大尺寸、高品質(zhì)鍛造輪轂及擠壓型材的低成本化成為可能，處?kù)秶?guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。同時(shí)，包鋼稀土院引進(jìn)QC830冷室壓鑄系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)300噸稀土鎂合金薄壁器件製備能力，加速推進(jìn)稀土鎂合金材料在下游領(lǐng)域的應(yīng)用。
最後，小編想說(shuō)，我國(guó)是一個(gè)鎂合金資源大國(guó)和稀土資源大國(guó)。如何才能將我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)以在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)呢？只有通過(guò)不斷磨練技術(shù)，讓我們的新型稀土鎂合金材料達(dá)到世界先進(jìn)水準(zhǔn)！你們覺(jué)得呢？
