Een onderzoeksteam van het NIMS en de Nagaoka University of Technology heeft magnesiumplaat van hoge kwaliteit ontwikkeld met een uitstekende vervormbaarheid die vergelijkbaar is met die van aluminiumplaat die momenteel wordt gebruikt in carrosseriepanelen van sommige auto's. De legering gebruikt alleen gewone metalen, en zal naar verwachting een goedkoop lichtgewicht plaatwerk zijn voor automobieltoepassingen.

Magnesiumlegeringen zijn ongeveer 75% lichter dan staal en 33% lichter dan aluminiumlegeringen en het gebruik ervan als constructiemateriaal in autocarrosserieën zal naar verwachting effectief zijn in gewichtsvermindering voor een betere brandstofefficiëntie. Echter, vrijwel geen magnesiumlegeringen worden gebruikt in autocarrosserieën vanwege hun hoge verwerkingskosten die voortkomen uit de slechte vervormbaarheid en lage sterkte van magnesiumplaatmetalen.

Het onderzoeksteam heeft onlangs een nieuwe verouderingshardbare magnesiumlegering ontwikkeld:Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn-0.3Zn (getallen geven de samenstellende elementen aan per atomair percentage), genaamd AXMZ1000. De nieuw ontwikkelde legering heeft een uitstekende vormbaarheid bij kamertemperatuur die vergelijkbaar is met die van aluminiumlegeringen met gemiddelde sterkte die in sommige autocarrosserieën worden gebruikt. In aanvulling, de nieuwe legering is 1,5 tot 2,0 keer sterker dan de aluminiumlegering. De uitstekende vervormbaarheid werd bereikt door toevoeging van zeer kleine hoeveelheden zink (Zn) en mangaan (Mn), wat leidde tot de vorming van fijne korrelstructuren, en de hoge sterkte werd bereikt door aluminium (Al) en calcium (Ca) toe te voegen, die de versterking van de legering veroorzaakte door de vorming van atomaire clusters.

De nieuw ontwikkelde legering bestaat alleen uit gewone metalen, dus de materiaalkosten zijn niet duur. Ook, het kan tot platen worden gerold met behulp van eenvoudige processen en warmtebehandelingen die gewoonlijk worden gebruikt voor aluminiumlegeringen. De nieuw ontwikkelde legering overwint de al lang bestaande problemen voor magnesiumlegeringen, namelijk lage sterkte en slechte vormbaarheid bij kamertemperatuur. Aangezien de verwerkingskosten van het nieuwe materiaal naar verwachting laag zullen zijn, er is een goed potentieel voor praktische toepassingen in autocarrosserieën of behuizingen van notebooks en mobiele telefoons voor hun gewichtsvermindering.

Deze studie werd uitgevoerd als onderdeel van het JST Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program (ALCA).

Deze studie is gepubliceerd in Scripta Materialia op 16 juni, 2017.