【“熟睡”的镁合金】（二）从“易燃”向“完全不燃”进化

  现在，一种新式合金的呈现打消了镁自燃温度低、易燃的负面形象，引发了外界重视。这种合金便是熊本大学研究生院天然科学研究科工学部教授河村能人开发的“KUMADAI不燃镁合金”。由于有望作为要杰出阻燃性的飞机及铁路车辆的结构资料，这种镁合金被寄予了期望。

  不燃镁合金即便从熔炉中取出、进入空气环境中，也不会像一般的镁合金那样着火。用焚烧器炙烤也不会爆发火苗，当温度超越纯镁的熔点（1091℃）后，这种合金尽管会熔化欢腾，但不会焚烧〔图1（a）〕。也便是“完全不焚烧”（河村）。这便是称之为“不燃”，而不是“难燃”、“耐热”的原因。由于不焚烧，所以熔炼和铸造时的操作比较简略。

  用焚烧器炙烤，加热到1000℃以上也不着火，只呈现欢腾现象（a）。这种资料的屈从强度杰出，可轻松到达市售镁合金的2倍以上（b）。

  并且，这种合金在常温下强度大，拉伸屈从强度约为460MPa，堪比特超硬铝合金（A7075）〔图1（b）〕。总而言之，不燃镁合金不只不会焚烧，并且具有杰出的机械强度，因此招引了飞机和铁路车辆企业的爱好。

  具有如此超卓特性的不燃镁合金不运用稀有金属。尽管开发方没有泄漏成分，但能确认的是，添加的元素均为价格低的通用金属。

  本文最终还将介绍河村先于该合金开宣布的“KUMADAI耐热镁合金”，这种合金添加了稀有金属钇（Y），有或许导致本钱添加，从成分来看，不燃镁合金更便于完成低本钱化。并且，因具有不燃的性质，所以无需忧虑切削时的粉屑着火，简略施行切削加工。但难点在于高温强度低。

  为了开发不燃镁合金和耐热镁合金，进行功能测验，提醒不燃和难燃化原理，以便全面投入有用，熊本大学于2011年在校内成立了“熊本大学先进镁世界研究中心”（MRC），加快了开发的速度。中心除400kg的熔炉和580t的热挤压设备之外，还具有可以点评成分和机械强度的剖析设备等。

  河村从2000年起着手开发的“KUMADAI耐热镁合金”是不燃镁合金的根底。这种合金添加了约2at％的钇（Y）和1～2at％的锌（Zn），自燃温度最高可达940℃，比一般镁合金高出了300℃以上。并且还具有优秀的耐腐的才能和强度，与不燃镁合金相同，有用化远景都很受等待。

  耐热镁合金依照制作办法分红两类。一类是使用快速凝结的办法制作的“KUMADAI急冷耐热镁合金”。另一类是对铸造的锭料施行挤压加工的“KUMADAI铸造耐热镁合金”。前者是使用薄带连铸法，使熔融金属快速凝结，制成合金薄片，压实预成型后施行挤压加工而成。制作尽管费时吃力，但功能优秀。而后者与急冷资料比较，特性尽管略差，但制作办法要简略。

  在阻燃性镁合金中，日本工业技能归纳研究所开发的资料已经是众所周知。这种合金的自燃温度为810℃，强度与传统的镁合金相同。而河村开发的耐热镁合金不只自燃温度比产综研的阻燃性镁合金要高出100℃以上，并且具有愈加优秀的强度和耐腐的才能。

  实际上，铸造耐热合金的比强度约是A7075的1.3倍，急冷耐热合金更是到达了A7075的2倍以上〔图2（a）〕。河村表明“高温特性特别好”也是耐热镁合金的一大特色。在200℃下，铸造耐热合金、急冷耐热合金的比强度均远大于铝合金（A2219）和高强度镁合金（WE54）*2的比强度〔图2（b）〕。但二者的成型性要好，假如选用温成型，耐热镁合金作为压延资料比干流铸造资料AZ31更简略成型。

  常温下的比强度（屈从强度与密度之积）高于铝合金（a）。高温（200℃）下的强度更是胜过铝合金和其他耐热镁合金（b）。铸造耐热合金的耐腐的才能尽管不及市售的镁合金，但急冷耐热合金的耐腐的才能比铝合金还要好（c）。市售合金均经过了热处理。

  再来看耐腐的才能，铸造耐热合金的耐腐蚀性等于乃至低于不耐腐蚀的AZ31，但急冷耐热合金的耐腐蚀性高达特超硬铝合金的“近2倍”，传统镁合金更是不在线（c）〕。