科创中国

       随着兵器、航空航天、汽车、电子通信等工业的发展,稀土镁合金由于具有轻质，较高的比强度、比刚度，耐腐蚀，电磁屏蔽性能优良等优点，被称为最重要的轻量化结构材料。国际镁业协会统计了近几年西方国家镁合金的应用情况,北美、欧洲对镁合金的需求都呈现出稳步增长的态势,据预测,未来这一需求仍将会继续以较大的幅度增加。由于镁合金为密排六方结构,滑移系较少,室温塑性成形性差，锻造温度范围较窄，制约了镁合金的工业应用。在等温超塑性成形下的塑性得到很大提高，能够显著提高材料塑性，降低设备吨位，减少加工硬化，由于变形速度低，锻件微观组织和综合性能均有良好的均匀性和一致性。针对镁合金件尤其是大型复杂镁合金零件还未能在航天得到应用，带高筋圆盖板零件尺寸较大，形状复杂，力学性能要求较高，采用等温超塑性成形技术可以得到较好的模锻成型。

性能指标：

1. 主要尺寸参数指标：圆盘外径529±0.2 mm、圆盘厚度10±0.2 mm、筋板厚度8+0.5 mm。

2. 力学性能指标：常温下：屈服强度σ0.2≥220 MPa，抗拉强度σb≥320 MPa，断后延伸率δ≥5 %。

3. 其他要求：带加强筋圆盖板件2-3件。

4. 温度240 ℃-330 ℃，应变速率小于0.007 s-1下的区域；温度370 ℃-400 ℃，应变速率小于0.007 s-1下的区域。

成果亮点：

1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利1项。

2. 技术先进性：国际先进。

3. 发表高分SCI文章1篇。

        国外镁合金等温成形技术已得到了广泛应用,如日本长岗科技大学、东北大学、东京大学、德国镁合金工程中心材料研究所等科研机构研究了镁合金等温成形中的各种关键技术难题,建立了一套完整的镁合金等温成形工艺规范,并已应用于汽车、计算机、航空航天、通讯、医疗、轻工等领域。近年来国内镁合金等温成形技术取得较大发展,如上海交通大学、中北大学、华中科技大学等取得了一定的理论成果及实践经验,并在此基础上成功的开发出了一些高质量的镁合金产品。等温精密成形技术具有以下特点：  1) 可实现低塑性、难变形轻质材料,如镁合金、钛合金和锻造温度范围较窄的铝合金的成形。2) 可控制金属流动,能够制造形状复杂、精度高的结构件,获得更精细的组织结构。3) 可实现短流程成形,减少生产工序,加快技术转换速度,普遍认为是最具发展潜力的绿色加工技术。

      关于稀土镁合金带高筋圆盖板等温超塑性成形工艺技术的研究，提出采用等温超塑性成形技术保证镁合金组织成形性能的方法，可以满足航天用高筋盖板零件一体化成形及减重的需求。

      孙朝阳教授，博士生导师，北京科技大学机械工程学院副院长，长期从事材料多尺度力学行为、塑性加工理论及应用、难变形合金热挤压理论及应用、轻量化成形制造等领域的研究。研究团队依托金属轻量化成形制造北京市重点实验室、教育部零件近净轧制成形工程研究中心，所领导的研究团队目前科研人员达到40人，包括中国工程院院士、英国皇家工程院院士和千人计划入选者在内的教授、副教授人数上升到30名以上。年龄结构以35～50岁的中青年科研人员为主要学术骨干成员，形成一支强有力的科研团队，团队之间实现了技能互补和合理的角色分工，在轻量化成形制造的研发方面已经产生了丰富的研究成果。

技术优势：

1. 创新的提出了一种镦粗预成形+一次成形（快速成形+局部加载+超塑性成形）的等温超塑性成形工艺。

2. 轴对称等温压缩是可以在较大的应变速率范围内测定材料在等温变形过程中的真应力-真应变关系，它对应变速率敏感材料和不敏感材料都同样适用。

3. 采用双曲正弦模型得到AQ80镁合金材料的峰值流变应力本构方程。

4. 采用基于实测数据的回归分析方法，得出双曲正弦函数形式本构方程中的材料参数α，lnA，n，Q，建立了考虑应变影响的AQ80镁合金流变应力预测模型。

经济效益分析：

在选定的工艺参数下，最大成形载荷降低到20 MN以下，比初始恒速不变的相同工艺中使用的载荷低55.3%。

从锻造盖板的所有部分观察到精细的动态再结晶(DRX)，包括凸起、肋和腹板区域。还发现较高的应变导致细β-Mg17Al12沉淀物的更均匀分布和更大的DRX体积分数。MSV速度技术采用超低速度可以充分软化坯料，显著降低成形载荷，提高等温锻造过程的生产效率，在经济上是有利的。

合作方式：整体转让、技术许可、合作开发

目前处于何种研发阶段：小试

样机：有

已投入成本：50万。

推广应用情况：已完成研发，目前已有成品件，可以满足航天用高筋盖板零件一体化成形及减重的需求。

期望技术转移成交价格（大概金额）：500万。