科创中国

         为应对全球性气候变暖及能源危机等形势变化，作为密度最低的金属工程材料，镁合金在轻量化领域赢得了广泛的关注。2015年美国联邦航空管理局放开了镁合金在商用飞机上的使用限制(SAE-AS8049修订版C)，在满足燃烧等安全性能的前提下，座椅等非结构件部位成为了镁合金在商用飞机应用尝试的首选。研究团队在江海涛研究员的负责及指导下，张韵博士承担主要技术工作，以合金体系开发、板材制备工艺及组织性能调控作为研究重点，致力于商用飞机非结构件镁合金板材的研究。通过低合金化及工艺优化，成功开发多种具有高成形性能的新型镁合金，并授权发明专利两项。完成了550mm宽的镁合金宽幅薄板材工业化试制，板材兼顾了强度、成形性能、断裂韧性、耐蚀性能和抗阻燃性能，其屈服强度为204MPa，室温杯突值为6.8mm，自腐蚀速率为0.33mm•a-1，燃烧失重率为19%，完全符合商用飞机内饰材料性能需求，综合性能媲美于6061铝合金。通过与全球最大的飞机制造厂商-美国波音公司开展国际合作，成功试制了商用飞机用镁合金座椅底板，该成果获得了波音公司的肯定，并于2019年荣获美国波音公司Certificate of collaboration & appreciation奖。此外，项目团队在低成本高成形性镁合金材料制备及高效高精度轧制技术研究方面完成了大量工作，相应学术成果均发表于国内外金属材料重点期刊。在此基础上形成了高效高精度的镁合金板材轧制集成技术，并开发了镁合金板材的各向异性控制技术，在此基础上授权高性能镁合金板材制备方法相关发明专利两项。

技术亮点：

基于多元低合金化成分设计理念，通过晶粒细化、第二相粒子形态分布特征调控及晶界拓扑结构优化开发了低成本、综合性能优异的镁合金材料；开发了薄规格镁合金板材的等温轧制、异步轧制、包覆轧制技术，建立了外热源影响的轧辊热凸度及磨损控制模型，形成了高效高精度镁合金板材轧制集成技术；揭示了镁合金力学性能的取向依赖性机理，通过优化轧制及退火工艺调控织构组分开发了镁合金板材的各向异性控制技术。

技术优势：

多元微合金化的复合添加极大程度降低了合金成本；高效高精度的镁合金板材轧制集成技术为获得尺寸精确、性能优异的镁合金板材提供了坚实的技术支撑；镁合金板材的各向异性控制技术为提升镁合金室温成形性提供了可靠的保证，从而降低后续二次加工成本。

性能指标：

板材厚度：0.5-6.0mm；

板材宽度：220-550mm；

屈服强度：150-230MPa；

室温杯突值：4.0-7.0mm。

        作为密度最低的金属工程材料，应用镁合金替代钢铁及铝合金材料可以分别达到75%及30%的减重效果，从而满足航空及汽车等交通行业的轻量化需求。镁合金材料在座椅、行李架等非结构件部位的应用不仅有助于完成减重目标，更有利于降低燃料损耗，从而进一步减少温室气体排放及环境污染。此外，镁合金材料的良好电磁屏蔽性能及导热性能使其可以应用于笔记本电脑等3C产品的外壳，达到散热、轻便的效果，也具有广阔的应用前景。此外，中国作为镁合金资源大国，镁矿储量占世界已知储量的70%以上，具有优越的镁合金应用基础。项目制备得到的高成形性镁合金板材应用不仅可以扩大镁矿的应用范围，也可以实现航空、汽车领域的轻量化需求，具有优异的市场应用价值及前景。

       江海涛教授是北京科技大学工程技术研究院材料加工工程部部长。科研方向：低合金结构钢及特殊钢开发；镁、钛、铝有色金属材料开发；轧制、锻造、焊接、热处理加工工艺；材料组织与性能控制。获得奖励：2020年“第七届研师亦友-我最喜爱的导师称号”；2017年“高级别汽车板关键技术创新与应用”项目获得河北省科技进步一等奖；2009年“高钢级X70~X80热轧管线钢的研制”项目获冶金科技进步二等奖；2009年“高钢级X70~X80热轧管线钢的研制”项目获安徽省科技进步一等奖等。主持山西省科委、广西省科委、十三五重点研发计划等多项纵向项目。

       相较于钢铁产线，镁合金板材生产线受产品规模限制，对自动化程度要求较低，大幅降低了经济投资压力。设备配置较为简单，仅需轧机、加热炉、剪切机、矫直机等数种设备，投资估算处于千万级。由于商用飞机及汽车行业的轻量化需求，镁合金的潜在应用范围不断提升。仅以2018年波音及空客公司1600架飞机的产量为例，商用飞机座椅每年具有至少20万件的市场规模，预估经济效益可达到亿元级别，具有优异的投资效益。

合作方式：合作开发

推广应用情况：商用飞机非结构件镁合金板材制备过程高效稳定，现具有成熟的宽幅镁合金薄板材(尺寸范围：厚度0.5-6.0mm、宽度220-550mm)轧制集成技术。项目制备的板材已成功完成了商用飞机用镁合金座椅底板的试制，并预计两年内进行座椅背板试制及波音公司产品认证。此外，新型镁合金材料还受到了台资笔记本电脑厂商的青睐，关于镁合金材料用作笔记本外壳的合作正在持续接洽运作中。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面谈。