科技名词

镁锂合金

magnesium-lithium alloy

定义：以镁为基体元素和锂为第一位或主要合金元素的合金。密度1.35~1.65克每立方厘米，减振性能好，抗高能粒子穿透能力强。

又称：超轻镁合金

学科：材料科学技术_金属材料_有色金属材料_镁及其合金

相关名词：相图 单相组织 塑性变形 滑移系

【延伸阅读】

镁的密度为1.74克每立方厘米，锂的密度为0.53克每立方厘米，分别以它们为基体元素和第一主元素进行合金化后形成的合金为镁锂合金。镁锂合金的密度一般在1.35~1.65克每立方厘米之间，这一密度值约为钢铁的五分之一，铝合金的二分之一，是目前最轻的金属结构材料，因此也常被称为超轻合金。

根据镁锂二元合金相图，镁锂合金大体可分为三大类：

一、当锂含量小于5.7%时，合金基体组织为α（Mg）单相组织，称为α单相镁锂合金。

二、当锂含量为5.7%~10.3%时，合金基体组织为α（Mg）+β（Li）双相组织，称为双相镁锂合金。

三、当锂含量大于10.3%时，合金基体组织为β（Li）单相组织，称为β单相镁锂合金。

跟其他镁合金相比，镁锂合金除了具有更低的密度这一优点外，还有一个显著的性能优势是室温塑性变形能力明显优于其他镁合金。镁的晶体结构为密排六方结构，在塑性变形过程中滑移系较少，使得镁合金的室温变形能力较差，这已成为镁合金材料加工中的一大难点。而镁合金中添加锂形成镁锂合金后，一方面，因锂的添加会使得镁的密排六方晶格的c/a晶轴比值下降，晶格的对称性得到提升，进而改善了合金塑性变形能力；另一方面，当锂含量较高时，在合金内会形成具有体心立方结构β（Li），在塑性变形过程中滑移系增多，大大提高了合金的塑性变形能力。

此外，镁锂合金还具有高比强度（强度与密度之比）、高比模量（也叫比刚度，弹性模量与密度之比）、良好切削性能、优异电磁屏蔽性能和阻尼（减振）性能等性能优点。因此，镁锂合金在航天、航空、武器装备、轨道交通、汽车、电子等领域备受青睐，已成为这些领域轻量化设计和选材的首选材料。

近年来，我国在超轻镁锂合金材料方面投入了大量研究，建设有诸如超轻材料与表面技术教育部重点实验室等多个高水平科研平台，专门对镁锂合金进行系统研发。航天领域多种结构和次结构件已采用镁锂合金替代原有材料，替代原有材料后，实现了40%以上的减重效果，轻量化效果显著，为我国航天事业的发展作出了重要的贡献。

（延伸阅读作者：哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术教育部重点实验室教授 巫瑞智）