基于高氣孔率的“蓮藕型”多孔隙鋁的制造

刊名：金屬（日）

刊期：2014年第3期

作者：井手拓哉等

編譯：張英才

鋁的塑性加工性能和耐腐蝕性能比鎂合金高，但密度較高，因此希望有與鎂質(zhì)量相當(dāng)?shù)亩嗫卒X出現(xiàn)。但以往的多孔鋁具有等軸氣孔，在承受負(fù)荷時(shí)由于應(yīng)力集中而變脆弱。與此相反，“蓮藕型”多孔金屬在氣孔的成長(zhǎng)方向不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，比上述多孔金屬具有較高的強(qiáng)度，高氣孔率“蓮藕型”鋁是一種有希望的輕量化結(jié)構(gòu)材料。

“蓮藕型”多孔鋁的制造一般采用加壓氫氣氣氛下的連續(xù)鑄造法，氣氛中含有0.25MPa的氫氣和0.25MPa的氬氣。所得到的“蓮藕型”多孔鋁的氣孔率與連續(xù)鑄造的凝固速度有關(guān)，隨著凝固速度提高，氣孔的尺寸與氣孔率都會(huì)減小。氣孔率與氫氣的分壓以及氬氣的熔融溫度有關(guān)，氣孔率隨氫氣的分壓和氬氣的熔融溫度提高而增大，但隨著溫度梯度的增加而減小。

氫氣在鋁中的溶解度低是制造高氣孔率鋁的最大困難，若把凝固速度大幅度降低，使固液相界面的液相一側(cè)氫氣濃度提高，可能長(zhǎng)距離擴(kuò)散并被氣孔吸收，促進(jìn)氣孔的成長(zhǎng)，從而可以制造出具有高氣孔率的“蓮藕型”鋁材料。