新德里消息: 印度理工学院马德拉斯分校(IIT)、北德克萨斯大学和美国陆军研究实验室的科研团队开发出一种新型工程镁合金，可在汽车工业中替代钢材和铝合金，使车辆更具燃油效率。研究人员指出，尽管镁合金密度仅为铝的2/3、钢的1/4，但由于其强度低、延展性差、屈服强度不对称且缺乏高应变率超塑性，目前变形镁合金在结构部件中的工业应用非常有限。

据印度理工学院马德拉斯分校机械工程系副教授苏山塔·库马尔·帕尼格拉希介绍，这种新型工程合金具有高强度、高延展性，并在更高应变速率下实现超塑性，从而减少整体制造时间、工作量和成本。"此外，其轻量化特性有助于降低车辆的碳足迹。轻量化车辆运行所需燃料更少，因此燃油效率更高。鉴于对稀缺能源经济利用的迫切需求，以及对降低环境影响实施更严格排放控制的要求，汽车和航空航天工业正在寻找替代传统材料的先进轻质结构材料。"

帕尼格拉希表示："作为最轻质和最具能源效率的结构材料之一，镁合金因其密度仅为铝的2/3、钢的1/4，是替代汽车和航空航天部件中钢材和铝合金的潜力候选材料。"该研究成果已发表在知名同行评审期刊《材料研究快报》上。

在研究中，科学家们采用了含钆(Gd)、钇(Y)和锆(Zr)等稀土元素的镁合金。通过热机械加工技术(剧烈塑性变形和时效处理)，获得了该镁合金的超细晶粒版本。研究团队随后在这种超细晶粒镁合金中设计了纳米沉淀物和热稳定超细金属间化合物。

据研究团队介绍，通过该技术，他们实现了迄今为止文献报道中所有镁合金中最高的强度-延展性组合以及最高的高应变率超塑性。帕尼格拉希表示："我们正通过微观结构工程和金属加工技术，努力提高金属及其合金的承载能力。在取得这一突破后，团队准备将同样的加工策略应用于其他已知镁合金和金属合金，以期获得性能优异的高效高强度材料。"