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锂(Li)为一种银白色的轻金属;熔点为180°C,沸点1342°C,密度0.53g/cm3,硬度0.6。金属锂可溶于液氨。镁是六方密排晶体,在镁中加入锂形成镁锂合金后,是四方晶体。
镁锂合金概述
镁锂合金(magnesium-lithium alloy )它是目前结构金属材料中密度最低者,在镁金属中添加锂元素,一般含锂14-16 %,其比重介于1.4-1.6,较一般镁合金的1.8更低,比塑料密度略高,强度220~340MPa,弹性模量40GPa。阻尼大,是铝合金的十几倍,也就是能吸收冲击能量,减震降噪效果好.在屏蔽电磁干扰方面,镁锂合金也有突出表现。
镁锂合金材料除超轻外,最大特色为可常温塑性加工成型,如轧延、冲压等技术大量生产,也可铸造成型和半固态注塑成型。
镁锂合金发展
中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升,镁锂合金行业令市场看好。其中,汽车行业的轻量化,环保化需求,尤其是新能源汽车的发展,以及镁锂合金研发技术和回收利用技术的不断进步,对促使镁锂合金的广泛应用将是利好消息。
镁锂合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长,年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁锂合金的应用)。
此外,作为有色金属合金行业的子行业,镁锂合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业,原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁锂合金行业的发展,市场较为看好。
变形镁锂合金产品形态有箔、板、管、棒、型材等,可薄至0.06mm壁厚。铸造镁锂合金有各种尺寸的铸锭。
牌号有LA141(Mg85-Li14-Al1)、LA91、LZ91、LAZ933 (Mg85-Li9-A3-Zn3)、LAZ931 (Mg85-Li9-A3-Zn1) 、MA18、MA21
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镁锂合金优势
镁锂合金是密度最小的合金材料,密度一般为1.35-1.65(当锂的含量为6.9%时,镁锂合金密度为1.57g/cm3,当锂的含量为13.0%时,镁锂合金的密度为1.42g/cm3,当锂含量大于31%后,镁锂合金的密度将小于1g/cm3,此时镁锂合金能够浮于水面上),比普通镁合金轻1/4-1/3,比铝合金轻1/3-1/2,,被称为超轻合金。镁锂合金具有高的比强度比刚度(从材料刚性来看,若普通钢的刚性为1,则钛的刚性为2.9,铝的刚性为8.19,镁的刚性为18.9,镁锂合金的刚性为22.68)和优良的抗震性能以及抗高能粒子穿透能力,而且其密度远远小于新型航空用材铝锂合金的密度,是航空、航天、兵器工业、核工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域最理想并有着巨大发展潜力的结构材料之一。
镁锂合金除了具有一般镁合金的性质之外,其独有的特性可以归结为以下几点:
(l)由于锂是最轻的金属元素(密度仅为0.53g/cm3),因此镁锂合金比一般镁合金的密度要轻得多(密度通常小于1.6g/ cm3);
(2)在镁锂二元合金中,当Li%<5.7wt.%时,合金为单相a组织(Li在Mg中的固溶体);当Li%>l0.3wt.%时,合金为单相β组织(Mg在Li中的固溶体);当5.7wt.%<Li%<l0.3wt.%时,合金为双相a+β组织;
(3)在一般镁合金中,由于镁具有密排六方晶格,因此镁合金的变形能力均较差。而在镁锂合金中,a相具有密排六方结构,β相具有体心立方结构。相对于密排六方晶格,体心立方晶格具有较多的滑移系,因此,在镁锂合金中,由于锂元素的引入将提高合金的变形加工能力。
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