就像在聚光灯下等待着他的时刻的第三串四分卫,镁已经耐心地坐在轻量化的边界。但是,由于最近的几个突破,它最终可能最终转向闪耀在汽车应用中。

镁是最轻的结构金属。密度三分之二的铝和四分之一的钢,镁可能会替代传统上用于汽车行业的较重合金。

目前,镁元件仅占典型汽车重量的1%或33磅。大多数应用程序都被限制在昂贵的跑车,例如保时捷911。

镁不广泛用于制造汽车零件,因为它是本质上的脆性金属,不知道可延展性。通常,材料形成在200至400℃的升高温度下。

然而,澳大利亚墨尔本蒙纳士大学的工程师最近开发了一种在室温下塑造纯镁的方法。

“通过精炼微观结构,我们已经改变了从内部颗粒状(脆弱)到颗粒状(可成型)的变形机制,”材料科学工程教授尼克比尔比利斯说。“食谱相对简单:纯镁通过80℃的模具推动,然后冷轧。

“该过程改变了镁的微观结构,使其不再脆弱,”Birbilis添加。“它可以在室温下冷轧至小于1毫米的厚度,而不会破裂。事实上,它根本不会破裂。我们甚至可以将其滚到铝箔的厚度,并在轧制后弯曲180度。

“到目前为止,大多数汽车行业中的镁元件都是使用铸件制造的,”Birbilis解释道。“但是,我们的研究工作解锁了需要可成形性的组件,例如面板。通过这种发现,我们可以扩大超出铸造镁的施加到可超越镁,即使在室温下也可以滚动,弯曲或压缩成任何形状。“

美国能源部的工程师太平洋西北国家实验室(PNNL)也一直在解决镁挑战。他们最近开发了一种可以使汽车工程师将镁合金纳入结构部件的过程。

该方法具有通过消除对稀土元素的需要降低成本,同时提高材料的结构性。专利待完成的过程通过产生具有传统挤出方法不可能的新型微观结构来大大提高镁的能量吸收。它还改善了延展性。

“这些增强功能使镁渣更容易使用,更有可能用于结构性车零件,”PNNL的机械工程师索赔作为该项目的主要调查员。

“今天,许多车辆制造商由于价格和特性而不在结构位置使用镁,”惠罕。“使用我们的过程,我们提高了镁的机械性能,即现在可以考虑它而不是铝,而没有稀土元素的增加的成本。”

PNNL工程师发现挤出过程中的纺丝镁合金仅产生足够的热量来软化材料,使其可以容易地通过模具来产生管,杆和通道。从机械摩擦变形的热量产生的热量提供了该过程所需的所有热量,消除了传统挤出压机中使用的功率耐火电阻加热器所需的所有热量。

Whalen和他的同事设计和委托了他们的想法:剪切辅助加工和挤出(形状)机器。用它,它们通过镁 - 铝 - 锌合金AZ91和ZK60A成功地挤出薄壁圆形管,直径为2英寸。