镁合金力学性能强化的几种途径
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，新能源汽车产业蓬勃发展。
在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其独特的性能逐渐受到关注。
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、减震性能好等优点，在实现汽车轻量化方面具有巨大潜力。
然而，要充分发挥镁合金在新能源汽车中的优势，其热处理工艺和力学性能的研究至关重要。
一、镁合金在新能源汽车中的应用优势新能源汽车对于轻量化的要求极高，因为车辆重量的减轻可以显著提高续航里程和能源利用效率。
镁合金的密度约为 174g/cm³，相比铝合金和钢铁，其重量更轻。
这使得在汽车零部件中使用镁合金能够有效降低整车重量，从而减少能源消耗。
此外，镁合金还具有良好的电磁屏蔽性能，能够有效减少车辆内部的电磁干扰，提高电子设备的稳定性和可靠性。
同时，镁合金的减震性能优于其他金属材料，能够提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
二、新能源汽车用镁合金的常见热处理方法1、固溶处理固溶处理是将镁合金加热到一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，然后快速冷却。
这一过程可以提高镁合金的强度和塑性，改善其综合力学性能。
2、时效处理时效处理是将经过固溶处理的镁合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体中的溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度。
时效处理的温度和时间对镁合金的性能有着重要影响。
3、退火处理退火处理主要用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。
退火温度和时间的选择需要根据具体的合金成分和加工工艺来确定。
三、热处理对新能源汽车用镁合金力学性能的影响1、强度经过适当的热处理，镁合金的强度可以得到显著提高。
固溶处理使合金元素均匀分布在基体中，时效处理则通过强化相的析出进一步增强合金的强度。
然而，热处理参数的不当选择可能导致强度下降。
2、塑性热处理对镁合金的塑性也有重要影响。
合理的固溶处理和退火处理可以改善镁合金的塑性，使其更容易加工成型。
镁合金挤压及其力学性能研究
随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。
镁合金性质与特点
与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属 粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧 金属镁无磁性，且有良好的热消散性 镁能直接与氮、硫和卤素等化合
2020/7/1
2
镁合金的性能
➢ 比重小：铝的2/3，铁的1/4 ➢ 比强度高:比铝合金高50MPa，是碳钢2倍 ➢ 减震性好：阻尼性优于铸铁 ➢ 抗冲击：优于铝合金和软钢 ➢ 切削性好：切削力为铝和软钢的1/2 ➢ 电磁屏蔽优良:可屏蔽频率范围较广 ➢ 易再生利用：可节约资源、保护环境
2020/7/1
10
镁合金性能的改善方法
合金元素影响镁合金的力学、物理、化学和工艺性能
利用固溶强化、析出强化、弥散强化来提高合金的常温和高温力学性能
1.从晶体学、原子的相对大小、化学因素进行考虑 2.较高的固溶度，随温度变化有明显变化，时效后形成有效强化效果的过渡相 3.提高强度: Al＞Zn ＞Cu 4.提高韧性: Zn＞Al ＞Cu
(2) 提高耐蚀性，但也同时增加应力腐蚀敏感性
Zn: (1) 具有固溶强化及时效强化作用，改善机械性质及耐腐蚀性 (2) 含量过高时，流动性降低，减低铸造性
Mn: (1) 与Fe形成高熔点的Al-Fe-Mn化合物沉淀，减少了杂质铁对抗蚀性的危害 (2) 细化晶粒 (3) 提高韧性
Si: (1) 改善铸件的热稳定性， (2) 降低塑性 (3) 提高流动性
比重小 抗冲击
减震 性好
电磁屏蔽 优良
耐腐蚀 性能差
ห้องสมุดไป่ตู้
比强度高
延展 性差
易再生 利用
材料 镁合金
铝合金 工程塑料 铸铁
ρ/gcm-3 1.74-1.90
2.70 1.13-2.0
7.15
镁合金固溶强化和时效强化的意义
镁合金固溶强化和时效强化的意义镁合金是一种重要的结构材料，具有低密度、高比强度和良好的加工性能等优点。
然而，纯镁具有较低的强度和较差的耐腐蚀性，限制了其在实际应用中的推广和应用。
为了改善镁合金的性能，人们发展出了固溶强化和时效强化等方法。
固溶强化是通过将合金元素溶解在镁基体中，形成固溶体，从而提高合金的强度和硬度。
固溶强化的主要目的是通过增加固溶体中的合金元素的含量，形成固溶体溶解度限度内的固溶体，使合金中的固溶体相变得更加均匀。
固溶强化可以通过合金化元素的选择和添加方式来实现。
固溶强化的意义在于，通过增加固溶体中的合金元素含量，可以提高合金的强度和硬度，从而改善合金的力学性能。
此外，固溶强化还可以提高合金的耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
固溶强化可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
时效强化是在固溶处理后，通过固溶体的再结晶和析出过程，使合金中形成弥散的析出相，从而提高合金的强度和硬度。
时效强化的主要目的是通过合金中的析出相的形成和分布来改善合金的力学性能。
时效强化可以通过合金的热处理和冷却过程来实现。
时效强化的意义在于，通过合金中的析出相的形成和分布，可以提高合金的强度和硬度，从而改善合金的力学性能。
此外，时效强化还可以提高合金的耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
时效强化可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
固溶强化和时效强化是镁合金强化的两种常用方法，它们可以单独使用，也可以组合使用。
固溶强化和时效强化的组合使用可以进一步提高合金的强度和硬度，改善合金的力学性能。
固溶强化和时效强化还可以通过调整合金的成分和处理工艺来实现，进一步提高合金的性能。
固溶强化和时效强化是改善镁合金性能的重要方法。
通过固溶强化和时效强化，可以提高镁合金的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
固溶强化和时效强化可以单独应用，也可以组合使用，通过调整合金的成分和处理工艺，进一步提高合金的性能。
合金元素对镁及镁合金力学性能强化的研究
ＧＵＯ ｉ ｉ ｇ．ＸＩ Ｌ ｎ ｔ ｇ Ｈｕ － ｎ ｒ Ａ ａ ． ｎ ｉ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ ｅａｔｅｔｆｍ ｔ ｉｌｃ ｎｅａｄｅｇｎｅ ｎ 。Ｔ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｕ ｎＳａ ｘ ０ ０２ 。ｈｎ ） Ｄｐ ｒ ｎ ａｅ ａ ｉ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇ ａ ｕｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎ ｄ Ｔｃｎｌ ｙ Ｔ ｉ ａ ｈ ｎｉ ３０ ４ Ｃ ｉ ｍ ｏ ｒ ｓｅ ｎ ｉ ｙ ｖ ｓｙｆ ｅ ａ ｃ ｏ ｙ ａ
合 金 元 素 对 镁及 镁 合 金 力学 性 能 强化 的研 究
郭会 廷 。 夏兰 廷 （ 太原 科技 大 学 ， 山西 太原
摘
００２ ） ３０４
要： 总结 了近年 来镁合金 中加入合金元素 来改善镁合金 力学性 能的研 究现状 。论述 了镁的合金化原
理 。介绍 了在一些常 用镁合金 中分别加入 Ｓ 、ｂ Ｂ、 ｂ Ｙ、 ｄ Ｌ 、ｒＳ 、 、 ａ Ｓ、ｒＡ 、ｄ等合金元 素对镁 ｎ Ｓ 、 ｉＰ 、 Ｎ 、ａＳ 、ｃＢ Ｃ 、ｉＺ 、 ｇＣ 合金 力学性能的 强化效果 以及 强化机理 。认为 固溶强化和 第二 相强化是加入 合金元 素强化镁 合金 的主要 方
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｄ ｆｉ ｒｖｎ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌｙ ｂ ｄ ｉｇ ｏｈ ｒ ｌ ｙｎ ｌｍｅ ｔ ｉ ｇ ｎ ｒ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒ ｓ ｎ ｕ ｙｏ ｓ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅｔ ｆｍａ ｎ ｓｕ ａ ｏ ｙ ａ ｄ ｎ ｔ ｅ ｌ ｉ ｇｅ ｅ ｎｓ ｓ ｅ ｅ － ｈ ｐ ｅ ｌ ａｏ
维普资讯
２０ ０７年第 ２期
镁合金固溶强化和时效强化的意义
镁合金固溶强化和时效强化的意义镁合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，纯镁合金的力学性能并不理想，容易发生塑性变形和断裂。
为了提高镁合金的力学性能，常常采用固溶强化和时效强化的方法。
固溶强化是指通过将合金中的其他元素溶解在固溶体中，形成固溶体溶解度限制固溶体中间固溶体的形成，从而提高合金的硬度和强度。
合金中的元素可以是增加固溶体的基体元素，也可以是形成间隙固溶体的元素。
通过固溶强化，可以增加合金的固溶体溶解度，使合金的晶格形变增加，从而提高合金的力学性能。
时效强化是指在固溶处理后，通过在一定温度下保持一段时间，使合金中的溶质元素析出，形成细小的析出相，从而提高合金的强度。
时效强化可以分为自然时效和人工时效两种。
自然时效是指将固溶处理后的合金放置在室温下，通过自然时间来完成析出相的形成。
人工时效是指将固溶处理后的合金在一定温度下保持一段时间，加速析出相的形成。
固溶强化和时效强化的意义在于提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
固溶强化可以通过增加合金的固溶体溶解度，使合金的硬度和强度得到提高。
同时，固溶强化还可以改善合金的耐热性和抗疲劳性能。
时效强化则可以通过析出相的形成，进一步提高合金的强度和硬度。
时效强化还可以提高合金的抗应力腐蚀性能和耐磨性能。
在航空领域中，镁合金常用于制造飞机的机身、发动机壳体等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的强度和刚度，使其能够承受高速飞行时的巨大载荷和振动。
此外，镁合金的轻质特性可以减轻飞机的重量，提高燃油效率。
在汽车领域中，镁合金常用于制造汽车的车身、底盘等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的强度和硬度，使其能够承受汽车行驶过程中的冲击和振动。
镁合金的轻质特性可以减轻汽车的重量，提高燃油效率，降低碳排放。
在电子领域中，镁合金常用于制造电子产品的外壳和散热器等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的耐腐蚀性能，防止电子产品在潮湿环境中发生氧化和腐蚀。
镁合金材料的制备与性能优化
镁合金材料的制备与性能优化镁合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和优良的机械性能等特点，在航空航天、汽车制造以及电子设备领域有着广泛的应用。
本文将探讨镁合金材料的制备方法及性能优化的相关研究。
一、镁合金制备方法镁合金的制备方法多种多样，常见的有熔炼法、粉末冶金法和挤压工艺等。
熔炼法是将镁及其合金化元素加热至熔点，通过浇铸、压力铸造等方法制备成型。
粉末冶金法则是将镁合金粉末与合金元素粉末混合，经过压制和烧结等工艺制备成型。
挤压工艺是将镁合金坯料放入挤压机中，通过挤出模具塑性变形得到所需形状。
二、镁合金材料性能优化1. 合金元素控制镁合金的性能优化离不开合金元素的选择和控制。
添加适量的合金元素，如铝、锌、锰等，可以有效提高其强度和耐腐蚀性能。
同时，通过调整合金元素的含量和配比，还可以优化材料的塑性、热处理响应等特性。
2. 热处理工艺热处理是一种常用的优化镁合金材料性能的方法。
通过调整热处理工艺参数，如温度、时间和冷却速率等，可以改善材料的晶体结构、晶粒尺寸和组织均匀性。
常用的热处理方式包括时效处理、固溶处理和退火处理等。
3. 成形工艺成形工艺是对镁合金材料性能进行优化的关键环节之一。
采用适当的成形工艺可以改善材料的力学性能和表面质量。
常见的成形工艺包括挤压、轧制、拉伸和锻造等。
这些工艺在加工过程中可以显著改变材料的晶粒形貌和取向分布，从而得到优化的力学性能。
4. 表面处理表面处理是对镁合金材料性能进行提升的重要手段。
常用的表面处理方法有化学处理、电化学处理和改性涂层等。
这些方法可以改变材料表面的化学成分和物理状态，提高材料的耐腐蚀性、摩擦性能和界面黏附性等。
5. 微观组织分析微观组织分析是评价镁合金材料性能的关键手段。
通过显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等测试设备，可以观察和分析材料的晶粒形貌、晶界分布和相组成等特征。
这些分析结果对于优化材料制备和性能改善具有指导作用。
三、镁合金材料的应用前景随着科技的不断进步和人们对轻质、高强度材料需求的增加，镁合金材料的应用前景广阔。
镁合金的热处理工艺与力学性能改善
镁合金的热处理工艺与力学性能改善镁合金作为一种轻量化材料，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
然而，镁合金在实际应用中存在一些问题，如低强度、低韧性和不良的耐腐蚀性能。
因此，研究镁合金的热处理工艺，以提高其力学性能，具有重要意义。
本文将介绍镁合金的热处理工艺以及力学性能改善的方法。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变其晶体结构和性能的方法。
对于镁合金的热处理，主要包括固溶处理、时效处理和变形加工。
首先，固溶处理是指将镁合金加热到高温区，使合金中的固态溶质元素溶解在镁基体中，然后快速冷却。
这一步骤能够消除合金中的析出相和晶界相，提高合金的强度和塑性。
同时，通过调节固溶温度和时间，还可以控制合金的晶粒尺寸，从而进一步提高其力学性能。
其次，时效处理是在固溶处理后将镁合金再次加热到较低的温度，保持一定的时间，使合金中的溶质元素重新析出形成弥散的析出相。
时效处理可以提高镁合金的强度和硬度，同时还能增加合金的韧性和耐腐蚀性能。
不同类型的镁合金需要在不同的时效温度和时间下进行处理，以获得最佳的力学性能。
最后，变形加工是通过机械或热加工使镁合金发生塑性变形，从而改变其晶体结构和力学性能。
常用的变形加工方式包括挤压、拉伸、压缩等。
通过变形加工，可以使晶粒细化，提高材料的塑性，并改善其力学性能。
除了热处理工艺，还有其他一些方法可以改善镁合金的力学性能。
例如，合金化是通过添加适量的合金元素，如锆、铝、锡等，来改善镁合金的强度和韧性。
同时，采用纳米颗粒强化技术和表面改性技术，也可有效增强镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
总结起来，镁合金的热处理工艺和力学性能改善涉及到固溶处理、时效处理、变形加工以及其他一些方法的综合应用。
通过合理选择和控制这些工艺参数，可以显著提高镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能，满足实际工程应用的需求。
进一步的研究和探索，将有助于推动镁合金材料的发展与应用。
铝镁合金的原理和应用
铝镁合金的原理和应用1. 介绍铝镁合金是一种由铝和镁组成的合金材料。
铝是一种轻便耐腐蚀的金属，而镁是一种具有良好的强度和刚度的金属。
将铝和镁合金在一起可以获得优良的力学性能和耐腐蚀性能。
2. 原理铝镁合金的强度和刚度主要来自于镁的添加。
镁可以通过形成固溶体和析出相的方式增加合金的强度。
镁与铝的固溶体可以增加合金的强度和硬度，而镁的析出相可以进一步增加合金的强度和刚度。
铝镁合金还具有良好的耐腐蚀性能。
铝具有自我抑制性，当铝表面发生腐蚀时，会形成一层稳定的氧化物膜来阻止进一步的腐蚀。
镁的添加可以提高铝合金的耐腐蚀性能，因为镁会与氧化铝反应形成一层更稳定的氧化物膜，防止腐蚀的进一步发生。
3. 应用铝镁合金在工业和民用领域有广泛应用，以下是一些常见的应用：•航空航天工程：铝镁合金具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能，非常适合用于制造飞机和导弹等航空航天设备。
铝镁合金可以减轻设备重量，提高飞行性能，并且能够抵御高空和严酷的环境条件下的腐蚀。
•汽车工业：铝镁合金在汽车制造中被广泛使用。
由于铝镁合金具有良好的强度和耐腐蚀性能，可以用于制造汽车的车身和引擎部件，减轻整车重量，提高燃油效率，降低尾气排放。
•电子行业：铝镁合金也用于电子行业中的制造。
由于铝镁合金具有良好的导电性能和热传导性能，广泛用于制造电子设备的散热器、电容器和电路板等部件。
•运动器材：铝镁合金在运动器材制造中得到广泛应用。
例如，铝镁合金可以用于制造自行车的车架和车轮，滑雪板的框架等。
铝镁合金具有良好的强度和刚度，可以提供良好的性能和耐用性。
•建筑行业：铝镁合金常用于建筑结构中。
例如，铝镁合金可以用于制造窗户、门框和外墙装饰材料等。
由于铝镁合金具有轻便和耐腐蚀性能，可以提供稳定和美观的建筑结构。
4. 结论铝镁合金是一种具有优良力学性能和耐腐蚀性能的材料。
在航空航天工程、汽车工业、电子行业、运动器材制造和建筑行业等领域都有广泛的应用。
铝镁合金的应用可以提高产品的性能和耐用性，并且对环境友好。
镁合金的强韧化研究新进展
I 行业发展 ndustry development
李士杰
（华北理工大学以升创新教育基地，河北 唐山 063210）
摘 要 ：镁合金是商业金属工程材料中最轻的，也可作为现代理想的结构材料使用，在电子技术通信和航空航天等领域有着非
常广泛的应用前景。因此，为了更好地扩展镁合金的应用领域，有必要提高镁合金的综合性质。本文主要介绍了变形镁合金的
镁合金的晶体结构是密排六方，这也是影响镁合金性能的 重要因素。目前，镁合金根据合金化元素主要形成了添加 Zn 的 AZ 系列、添加 Mn 的 AM 系列、添加 RE 的 AE 系列、添加 Zn 和 Zr 的 ZK 系列等。以传统的三种强化方式（细晶强化、固溶强化 以及析出强化等）为基础，逐步形成添加合金元素、优化热处理 工艺、细化晶粒等手段来提高镁合金的综合力学性能。以下主要 对镁合金的强韧化方式进行阐述。
1 镁合金的细晶强化
镁合金和大部分结构金属材料类似，可以通过细化晶粒尺
寸来提高镁合金的力学性能。镁合金的屈服强度与晶粒尺寸的
关系可用著名的霍尔 - 公式表示 ：σ=s
σ0
+
−1
Kd 2
，式中
：
代表单
晶屈服强度，d 代表平均晶粒尺寸，K 代表霍尔 - 佩奇系数，只
与材料种类有关。对于镁合金，K 的取值一般在 280 至 320 之间， 比铝合金的 K 值（68MPa·m 左右）大得多 [2]。由此可见细晶强
快速凝固镁合金产品通常是合金粉末，必须通过后续工艺 的加工才能得到大块的结构材料。想要更好的保留原有的组织 特征，需要进一步优化后续加工工艺。快速凝固技术还需要进一
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镁合金的热处理工艺与力学性能优化
镁合金的热处理工艺与力学性能优化在当今工业领域中，镁合金由于其优异的力学性能和较低的密度而备受关注。
然而，镁合金的综合性能受到热处理工艺的影响，在工业应用中具有重要意义。
本文将探讨镁合金的热处理工艺及力学性能优化的方法。
一、热处理工艺的基本原理热处理是指通过加热和冷却等工艺操作，改变材料的显微组织和力学性能。
对于镁合金而言，主要包括固溶处理和时效处理两个阶段。
1. 固溶处理固溶处理是指通过加热镁合金到一定温度，使其固解体中的非稳定相或析出相溶解于基体中，形成固溶体。
镁合金的固溶温度通常在450℃-500℃范围内，时间取决于合金的成分和厚度。
2. 时效处理时效处理是在固溶处理完成后，将材料进行特定温度下的保温处理，以实现析出相的形成和析出相粒子尺寸的增长。
时效温度通常在100℃-250℃之间，时间也根据合金的具体需求进行调控。
二、热处理对力学性能的影响热处理对镁合金的力学性能有着显著影响，主要体现在以下几个方面：1. 强度与硬度通过适当的固溶处理和时效处理，能够提高镁合金的抗拉强度和硬度。
适当的固溶处理有助于消除合金中的组织缺陷，提升结晶度和强度，而时效处理则能进一步提高合金的硬度。
2. 韧性在热处理过程中，通过调控固溶温度和时效时间，可以使镁合金中析出相的尺寸和分布均匀化，从而提高合金的韧性。
均匀分布的析出相能够限制晶界滑移和裂纹扩展，从而提高镁合金的抗拉伸性能。
3. 耐蚀性适当的热处理工艺能够改善镁合金的耐蚀性能。
通过固溶处理和时效处理可以调控合金中的析出相含量和类型，进而改善合金的耐蚀性能。
例如，合金中的镁铝相能够提高合金的耐蚀性。
三、力学性能优化的方法为了优化镁合金的力学性能，可以采取以下几种方法：1. 优化热处理工艺参数通过调节固溶和时效处理的温度、时间和冷却速率等工艺参数，可以获得适合特定应用需求的镁合金。
不同合金成分对应不同的热处理参数，因此需要对不同合金进行个性化的热处理优化。
2. 添加合金元素通过添加适量的合金元素，如铝、锌、锰等，可以调节镁合金的相结构、晶粒尺寸和析出相的类型，从而优化合金的力学性能。
镁合金的热处理与力学性能研究
镁合金的热处理与力学性能研究镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
但是，由于镁合金的低熔点和高固溶度，使得其在加工和使用过程中容易发生晶粒长大、力学性能下降等问题。
因此，研究镁合金的热处理方法以及其对力学性能的影响，对于进一步提高镁合金的应用性能具有重要意义。
一、热处理方法1. 固溶处理固溶处理是对镁合金进行热处理的一种常用方法。
通过在高温下加热镁合金，使其中的合金元素溶解于基体中，然后在适当的速度下冷却，从而达到改善镁合金组织和性能的目的。
2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后，将镁合金在适当的温度下保持一段时间，以促进析出相的形成和组织的稳定。
3. 淬火处理淬火处理是通过将加热至高温的镁合金迅速冷却至常温，以改变其组织和性能的方法。
淬火能够使镁合金中的相转变、晶粒细化，并提高材料的强度和硬度。
二、热处理对力学性能的影响1. 强度和硬度的提高热处理能够减少镁合金中的晶界、亚晶界和位错，促使其晶粒细化，从而提高了材料的强度和硬度。
此外，通过合理的热处理方法，还能促使析出相的形成，进一步提高镁合金的力学性能。
2. 可塑性的改善热处理能够改善镁合金的可塑性，降低其断裂韧性，从而增加了材料的加工性能。
通过热处理使镁合金中的晶粒细化和析出相的形成，能够提高材料的成形能力，减少加工过程中的损伤和断裂。
3. 耐腐蚀性能的提升热处理可以减少镁合金中的含氧化物和含气孔，改善材料的表面质量和耐腐蚀性能。
热处理还能够促使形成致密的氧化膜，提高材料的耐蚀性和耐氧化性。
三、热处理工艺优化的研究针对不同类型的镁合金，研究者通过调整热处理工艺参数，优化镁合金的组织和性能。
例如，通过改变固溶处理温度、时效处理时间和淬火速度等工艺参数，可以实现镁合金力学性能的最佳化。
此外，还可以通过引入微合金元素、添加合适的强化相等方法来改善镁合金的力学性能。
研究者们也通过采用不同的热处理方法结合其他表面处理技术，如电沉积、喷涂等，进一步提高镁合金的耐腐蚀性、磨损性和疲劳寿命等。
镁合金的成分组织和力学性能
v 所以，Mn在镁合金中存在有两类作用：一是作为合金元素， 可以提高镁合金的韧性，如AM60，此类合金中Mn含量较高； 二是形成中间相AlMn和AIMnFe，此类合金中Mn含量较低。
v 迄今为止，镁合金中含AlMn相的结构还不很清楚。Mn与Al 结合可形成中间相：AlMn、Al3Mn、Al4Mn、Al6Mn或 Al8Mn5。
v (3) 锰 v 在镁中的极限溶解度为3.4％。 v 在镁中加入锰对合金的力学性能影响不大，但降低塑性，在
镁合金中加入1％～2.5％锰的主要目的是提高合金的抗应力 腐蚀倾向，从而提高耐腐蚀性能和改善合金的焊接性能。 v 锰略微提高合金的熔点，在含铝的镁合金中可形成MgFeMn 化合物，可提高镁合金的耐热性。 v 由于冶炼过程中带入较多的元素Fe，通常有意加入一定的合 金元素Mn来去除Fe。
v Mg17Al12相为体心立方(bcc)晶体结构，其点阵常数为 a=1.05438nm。
v 相的数量随铝含量的增加而增多。Leabharlann 镁合金的成分组织和力学性能
•图2- 4 Mg-Al二元相图
镁合金的成分组织和力学性能
2．3．1．1 Mg-Al-Zn合金
v Mg-Al-Zn合金最典型和常用的镁合金是AZ91D，其压铸 组织是由相和在晶界析出的β相组成(见图2-5)。 v Mg-Al-Zn合金组织成分常常出现晶内偏析现象，先结晶 部分含Al量较多，后结晶部分含Mg量较多。晶界含Al量较 高，晶内含Al量较低；表层Al含量较高，里层Al含量较低。 v 另外，由于冷却速度的差异，导致压铸组织表层组织致密、 晶粒细小；而心部组织晶粒比较粗大。因而表面层硬度明 显高于心部硬度。 v 研究表明，随AZ91D压铸件厚度的增加，铸件的抗拉强 度及蠕变抗力下降。
材料强化的4种方法原理
材料强化的4种方法原理材料强化是通过各种手段提高材料力学性能的方法,常用的强化方法有四种:一、固溶强化固溶强化是在基体金属内溶解强化元素,生成固溶体的一种强化手段。
由于不同原子大小不同,溶质原子的存在會對基体金属矩阵产生扭曲应力和扰动,增加材料的抗变形能力。
常见的固溶强化系统有:铁素体中的碳原子生成碳素体、铜中的锌生成黄铜、铝中的镁生成的析出硬化铝镁合金等。
固溶强化的机理是:溶质原子置换矩阵原子后,由于原子大小差异,会对周围基体原子产生弹性变形场,使位错运动难度增加,从而提高合金的力学性能。
一般来说,溶质原子与基体原子大小相差不超过15%,溶解度不超过几个原子百分比时,固溶强化效果最好。
二、析出强化析出强化是通过在基体金属中生成细小、分散的第二相颗粒来达到强化目的。
析出相颗粒的存在能够阻碍位错运动,提高合金的强度。
析出相的大小、形态、分布状况等参数对强化效果有重要影响。
析出强化的典型合金系统有铝钢中的硝基碳窜、铝合金中的Mg2Si相等。
析出相颗粒一般维持在10-100纳米大小范围,既能提供强化效果,又不损害塑性。
过度析出会导致合金脆化。
合理控制热处理工艺是获得优良析出强化的关键。
三、纤维强化纤维强化是在基体金属中添加高强度、高模量的纤维材料,利用纤维阻挡裂纹扩展来提高力学性能。
常用的纤维有碳纤维、玻璃纤维等。
根据纤维在基体中的分散情况,可分为不连续增强和连续增强两种。
纤维强化复合材料中,载荷主要由纤维承担,基体起固定纤维、传递载荷的作用。
强化效果与纤维量、长度、取向等参数有关。
纤维与基体的界面粘结力也会显著影响材料强度。
四、粒界强化粒界强化是通过细化晶粒尺寸来提高力学性能。
根据哈尔-佩奇关系,随着晶粒尺寸的减小,合金的屈服强度会提高。
这是因为粒界能阻碍位错在晶粒内的运动,使材料变形难度增加。
常见的粒界强化方法有合金元素微合金化、热处理调质、严重塑性变形等。
新兴的奥氏体不锈钢即采用了超细晶粒结构来达到高强度。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化镁合金是一种轻质高强度的材料，具有良好的机械性能和导热性能，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
然而，镁合金的力学性能和耐热性并不理想，需要通过热处理工艺进行优化。
热处理是指通过控制材料的加热和冷却过程，改变其晶粒结构和力学性能的工艺。
对镁合金材料进行热处理，主要是通过改变其晶粒尺寸和相含量，提高其强度和耐热性。
首先，热处理工艺对镁合金材料的力学性能的优化主要包括以下几个方面。
第一，通过固溶处理，控制合金中的合金元素的溶解度和形成固溶体。
这样可以提高合金的强度和硬度。
第二，通过沉淀硬化处理，使合金中的溶质形成沉淀相，细化晶粒尺寸，提高合金的强度和硬度。
第三，通过再结晶退火，改善合金的力学性能和断裂韧性。
这种处理方法可以消除合金材料的内应力，形成具有良好力学性能的新晶粒。
其次，热处理工艺对镁合金材料的耐热性的优化也非常重要。
镁合金在高温下易发生蠕变和氧化，从而导致材料的力学性能下降。
为了提高镁合金的热稳定性，可以采取以下措施。
第一，通过添加合金元素，如锂、铝等，形成稳定的相，阻止晶界的扩散。
这样可以提高材料的耐热性。
第二，通过热处理工艺，控制材料的相含量和晶粒尺寸，减少扩散的通道，提高材料的耐热性。
总之，热处理工艺可以对镁合金材料的力学性能和耐热性进行优化。
通过合适的热处理方法，可以改变材料的晶粒结构和相含量，从而提高材料的强度、硬度和热稳定性。
这对于镁合金在航空航天、汽车等领域的应用具有重要意义。
随着热处理工艺的研究的深入，相信镁合金材料的力学性能和耐热性会得到进一步的提高。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化镁合金由于其优异的性能，如低密度、高比强度、良好的自锁性能和抗冲击性能等，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而，由于镁合金材料的低熔点和高灵敏度，其力学性能和耐热性需要通过热处理工艺进行优化，以满足不同应用领域的需求。
热处理工艺是通过控制材料的温度和冷却速率来改变其组织和性能的过程。
对于镁合金材料来说，最常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将合金加热至固溶温度以上，使合金元素均匀溶解在溶液中，然后通过快速冷却来固定组织。
时效处理是在固溶处理完毕后，将合金加热至较低的温度，通过时间来调整组织和性能。
退火处理是将合金加热至较高的温度，然后在较慢的冷却速率下，使组织得到重新恢复。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能的优化具有显著的影响。
通过固溶处理可以提高镁合金材料的塑性，使其具有更好的可加工性。
固溶处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高其抗拉强度和延伸率。
时效处理可以通过组织的时效硬化来增加材料的强度和硬度。
退火处理可以通过消除材料中的应力和缺陷，使其具有更好的塑性和韧性。
热处理工艺对镁合金材料的耐热性的优化同样具有重要的作用。
镁合金材料具有低熔点和高活化能，容易在高温下发生蠕变和热裂敏化等问题。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶粒尺寸和晶界的特性，从而提高材料的耐高温性能。
固溶处理可以减小晶粒尺寸，提高材料的界面密度，从而提高材料的耐蠕变性能。
时效处理可以通过析出相的形成来增加材料的强度和耐蠕变性能。
退火处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高材料的抗热裂敏化性能。
总的来说，热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化具有重要的作用。
通过合理的热处理工艺，可以提高镁合金材料的可加工性、强度、硬度、塑性和韧性，并增加材料的耐高温性能。
然而，热处理工艺的优化需要充分考虑材料的成分、组织和性能需求，确保最终的产品能够满足实际应用的要求。
镁合金强韧化方法的研究进展
镁合金强韧化方法的研究进展摘要:镁合金是一种新兴的金属结构材料,具有很好的应用前景。
本文介绍了目前镁合金强韧化处理方法和研究现状,阐述了不同强韧化方法的特点及强化机理。
关键词:镁合金强化韧化镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有高的比强度、比刚度、减振性、导热性、可切削加工性和可回收性,而且镁是自然界中分布最广的元素之一,金属中仅次于Al和Fe而占第三位,被人们誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”[1～3]。
强韧性较低是限制镁合金广泛应用的主要原因之一,因此提高镁合金的强韧性是目前镁合金研究的重点之一。
本文综述了近年来国内外提高铸造镁合金强韧化的方法。
1 合金化目前,提高铸造镁合金的强韧化的一个主要方法就是合金化,即向纯镁中添加合金化元素,利用固溶强化、沉淀硬化和弥散强化来提高合金的常温及高温性能[4～7]。
来提高镁的物理、化学和力学性能。
合金化设计从晶体学、原子的相对大小,以及原子价、电化学因素等[8]方面进行考虑,选择的合金化元素应在镁基体中有较高的固溶度,并且随着温度变化有明显的变化,在时效过程中合金化元素能形成强化效果比较突出的过渡相。
除了对力学性能进行优化外,还要考虑合金化元素对抗蚀性、加工性能及抗氧化性的影响。
根据合金化元素对二元镁合金机械性能的影响,可以将合金化元素分为三类[4～6]。
①提高强度韧性的(以合金元素作用从强到弱排序)。
Al,Zn,Ca,Ag,Ce,Ga,Ni,Cu,Th(以强度为评价指标)。
Th,Ga,Zn,Ag,Ce,Ca,Al,Ni,Cu(以韧性为评价指标)。
②能增强韧性而强度变化不大的,如Cd,Tl,Li。
③明显增强强度,而降低韧性的,如Sn,Pb,Bi,Sb。
[9]1.1 固溶强化[10]固溶强化是合金化元素(溶质)完全溶入基体金属(溶剂)中,溶质原子在溶剂晶格点阵处取代了溶剂原子,从而通过原子错排及溶质与溶剂原子之间弹性模量的不同而强化基体金属。
另外,如果溶质原子能提高合金熔点,增大弹性模量,减小原子的自扩散,则抗蠕变性也随之得到改善。
gd,y元素对镁的固溶强化计算_概述说明以及解释
gd,y元素对镁的固溶强化计算概述说明以及解释1. 引言1.1 概述镁合金作为一种轻质高强度材料，在航空航天、汽车制造和电子设备等领域得到广泛应用。
然而，由于镁合金的低强度和疲劳寿命限制，需引入固溶元素进行强化处理以提高其力学性能。
gd和y元素作为常用的固溶强化元素，具有良好的互溶性和扩散能力，并且能够显著改善镁合金的力学性能。
1.2 文章结构本文分为四个部分：引言、gd,y元素对镁的固溶强化计算概述说明、gd,y元素对镁的固溶强化计算解释以及结论。
在引言部分，将介绍本文的研究背景、目的以及文章结构；在第二部分中，将详细探讨gd,y元素在镁合金中应用的情况，重点解释固溶强化原理，并综述相关的计算方法和模拟技术；接着，在第三部分中将介绍与gd,y元素对镁的固溶强化计算相关联的背景信息和现有研究现状，并对影响固溶强化效果的因素进行分析，最后通过计算结果和解释进行进一步的分析；最后，在结论部分总结回顾gd,y元素对镁的固溶强化计算，并展望未来的研究方向和应用前景。
1.3 目的本文旨在概述和解释gd,y元素对镁的固溶强化计算。
通过深入探讨gd,y元素在镁合金中的应用、固溶强化原理以及相关的计算方法和模拟技术，可以更好地理解gd,y元素对镁合金力学性能改善的作用机制。
同时，通过分析影响固溶强化效果的因素以及计算结果和解释分析，有助于提出新颖而可行的研究思路和方向，为未来gd,y元素与镁合金相互作用研究提供参考。
2. gd,y元素对镁的固溶强化计算概述说明：2.1 gd,y元素在镁合金中的应用gd和y元素是常见的合金元素，在镁合金中也被广泛应用。
gd元素可以显著提高镁合金的机械性能，同时增强其耐热性能和耐腐蚀性能。
y元素则具有精细化晶粒、提高合金强度和延展性等优势。
因此，将gd和y元素引入镁合金中进行固溶强化，可以有效改善其力学性能和其他物理化学性质。
2.2 固溶强化原理固溶强化是一种通过向基体中添加其他元素来改变材料微观结构以提高其力学性能的方法。
稀土元素对镁合金强化的影响
稀土元素对镁合金强化的影响前言：非磁性金属镁位于化学元素周期表中第2族，原子序号l2，原子量24.32。
镁合金密度小，是最轻的结构金属材料，比铝合金轻36％，比锌合金轻72％，是钢的1/4；其具有低密度、高比强度、高比刚度、高弹性模量和高阻尼性能；其比强度明显高于铝合金和钢，比刚度也接近于铝合金。
除此之外，镁合金还具有优良的减震性、低温冲击韧性、和尺寸稳定性、导热性，它的电磁屏蔽能力强、易切削加工、易回收、表面处理性能好，在汽车、电器、交通、航空等领域有着广阔的应用前景，对环境也无污染，被誉为“21世纪绿色工程材料”。
目前，镁合金主要形成了AZ(Mg-Al-Zn)、AM(Mg-Al-Mn)、AE(Mg-Al-RE)、AS(Mg-Al-Si)、ZK(Mg-Zn-Zr)和EK(Mg-RE-Zr)等系列。
但镁合金的强度和塑性总体来说低于铝合金；此外，高温性能差也是限制镁合金应用的主要原因之一。
所以提高镁合金的室温和高温强度是镁合金研究中要解决的首要问题。
常常采用合金元素优化、热处理、形变强化、机械合金化以及一些先进的加工技术和手段来提高镁合金的常温和高温性能。
在镁合金中加入微量稀土元素后，其组织性能也可以得到较大的改善和提高[1]。
1.镁合金的几种强化机制1.1 固溶强化固溶强化时溶质原子固溶入晶体的晶格中，由于溶质原子与基体原子的原子半径和弹性模量不同使晶格畸变，从而使合金得到强化。
根据Hume-Rothery固溶度准则，溶质与基体原子的原子半径尺寸差大于15%，就不会形成浓度较大的固溶体。
镁的原子半径为3.2人，符合上述尺寸的元素有Li、A1、Ti、Cr、Zn、Ge、Yt、Sn、Nb、Mo、Pd、Ag、Nd和Bi等。
另一方面，相同电子价，相同晶体结构的元素相互之间的固溶度大，对于镁来说，符合条件的元素只有Cd和Zn。
另外，低价金属容易使高价金属固溶，因为额外电子的加入提高了合金金属之间的结合能和结构的稳定性。
镁合金材料的创新技术 轻量化和高性能的突破探索
镁合金材料的创新技术轻量化和高性能的突破探索近年来，随着全球对环境保护和能源危机的日益关注，轻量化和高性能材料在各个领域中扮演着愈发重要的角色。
镁合金作为一种优秀的轻质结构材料，因其优异的物理性能和广泛的应用领域备受瞩目。
然而，其在实际应用中仍面临着一些挑战。
为了克服这些挑战并推动镁合金的发展，科学家们不断探索创新技术，致力于实现轻量化和高性能的突破。
一、合金强化技术的应用合金强化技术是提高材料强度和硬度的关键方法之一。
在镁合金的应用中，合金强化技术可以有效改善其低强度和差韧性的缺点。
常见的合金强化技术包括固溶强化、析出强化和织构强化等。
固溶强化是通过合金化元素的溶解提高了镁合金的强度。
例如，铝、锌、锶等元素可与镁形成固溶体，增强了镁合金的机械性能。
在发展镁合金材料时，科学家们通过合理控制合金化元素的含量和合金化工艺，达到了显著提高材料强度和韧性的效果。
析出强化是利用细小的析出相均匀地分布在基体中，阻碍位错的滑动和移动，从而提高材料的强度。
常见的析出相包括硬质的Mg17Al12相和Mg2Si相等。
通过合理的热处理和时效处理，镁合金中形成的析出相能有效提高材料的硬度和强度。
织构强化是通过控制材料的晶粒取向和组织结构来提高材料的力学性能。
通过热轧、挤压等变形加工工艺，可以使镁合金的晶粒获得优化的取向，从而提高其强度和塑性。
此外，通过合适的热处理，还能生成织构结构，进一步提高材料的高温强度和韧性。
二、表面处理技术的创新镁合金的应用范围广泛，需要具备良好的耐腐蚀性和表面功能化。
然而，镁合金本身易受腐蚀，尤其在湿热环境下更为明显。
为了解决这一问题，科学家们提出了多种表面处理技术，如阳极氧化、电化学沉积、激光表面处理等。
阳极氧化是一种常用的表面处理方法，通过在镁合金表面形成致密的氧化层，提高材料的耐腐蚀性和表面硬度。
电化学沉积是将金属或合金沉积在镁合金表面，形成一层保护层，提高镁合金的耐腐蚀性和摩擦性能。
激光表面处理是利用激光在材料表面进行局部熔化和再凝固，形成微细晶粒和弥散相，从而提高镁合金的表面硬度和耐磨性。
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镁合金力学性能强化的几种途径摘要对近几年镁合金力学性能强化的研究进行了总结，主要途径归纳为三个方面，一是热处理，二是合金化，三是加工工艺。
关键词：镁合金力学性能热处理合金化加工工艺镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高的特点,而且还具有优良的阻尼性能、较好的尺寸稳定性和机械加工性能及较低的铸造成本。
广泛应用于航空航天、汽车和电子等行业。
但是,镁合金密排六方的晶体结构及较少的滑移系决定了其塑性变形能力较差,所以应该用一些方法来提高其力学性能，本文就近几年镁合金力学性能方面的研究进行总结，并提出建议。
1 镁及其合金的力学性能镁是一种二价的碱金属元素，属于密排六方晶系，这种密排六方结构使之在力学和物理性能方面表现出强烈的各向异性。
纯镁象其他纯金属一样，表现出相对低的强度。
其弹性模量E=45GPa，切变模量K=17GPa，比弹性模量E/ρ=25GPa。
因此必须用其他元素进行合金化以获得所需要的性能。
目前主合金元素是Al、Zn 和Re等，这些合金元素使镁合金得到不同程度的强化。
变形镁合金主要通过热变形和冷变形来提高强度。
热处理是提高镁合金力学性能的重要途径。
另外其他一些工艺或处理也能有效提高镁合金的力学性能，如颗粒增强复合材料、半固态铸造和熔体热速处理、表面处理等。
2强化途径2.1 热处理2.1.1铸造镁合金的热处理铸造镁合金的室温和高温力学性能强化途径有固溶处理和失效处理[1]。
对某高锌镁合金Mg-Zn-Al-RE进行热处理[2]，固溶处理温度340℃,保护剂为硫铁矿石,保温时间20 h,热水淬火,淬火介质采用70～75℃热水;时效处理温度180℃,保温时间10 h,出炉空冷。
经固溶及时效处理后,合金的相成分主要为α-Mg,还有含微量稀土的其它固溶强化三元相。
其中比较典型的固溶强化相有Ф相Al2Mg5Zn2和τ相Mg32(Al,Zn)49。
这些强化相的弥散存在可以提高基体的力学性能[3]。
热处理工艺对镁合金力学性能影响很大。
文献[4]研究了热处理温度对快速凝固Mg-9Al-1Zn-0.2Mn带材的组织和性能的影响规律，认为低于200℃时，随温度的升高，Mg17Al12粒的长大，从而提高了性能。
另外热处理工艺对镁合金的疲劳裂纹扩展行为也有很大影响[5]。
2.1.2变形镁合金的热处理热处理可使变形镁合金得到一定程度的强化。
对AZ91进行研究[6]。
可以发现，AZ91压态时硬度为77HB．在413℃x16h或24 h固容后硬度下降到62HB．固加热过程使得挤压后的晶粒发生长大和析出相的溶解而降低固溶强化效果．固溶后硬度值有所下降。
AZ91镁合金同溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大，基本上维持存320 MPa，但伸率则南1O％大幅度地增加到l5％；时效硬度峰值时的抗拉强度提高到375 MPa，与固溶态相比有一定的提高，但伸长率较大幅度地降低为6％。
均匀化退火可使变形镁合金AZ31和AZ61伸长率明显提高，且合金热扎态呈准解理断裂，退火后变为韧性断裂［7］。
2.2合金化镁通过合金化可以使其性能得到强化,如常温力学性能、高温力学性能、耐蚀性能、耐磨损性能等。
固溶强化是由合金元素(溶质)在金属基体(熔剂)中溶解度的大小决定的,并决定固溶体的类型。
析出强化、弥散强化则是由溶质与熔剂形成的化合物的结构所决定的。
而影响固溶体和金属化合物结构的主要因素通常由原子尺寸因素、负电性因素、电子浓度因素及晶体结构因素等所左右。
(1)Sb:在AZ91镁合金中加入Sb,加入量为0.1% ~1.4%,当Sb含量从0上升到0.35%时,合金的屈服强度室温下由106MPa提高至172MPa,提高了62%,而在150℃温度下由99MPa提高至138MPa,提高了近40%,同时无论在室温下还是150℃温度下,合金的塑性均有所下降,但幅度很小.而当合金中Sb含量超过0. 7%后,屈服强度不再上升,而塑性下降趋势加大.另外,对于不含Sb的合金,它的蠕变寿命只有267 h,而加有0. 35% Sb的合金其蠕变寿命则提高到589 h,比未加Sb的合金寿命提高了121 %。
所以加入适量的Sb可以提高合金的室温和高温强度,尤其是抗高温蠕变性能得到了大幅度的提高.但是合金的含Sb量应限制在0. 5%左右.加入Sb之所以可以提高镁合金的力学性能,是因为在合金中产Mg3Sb2的颗粒相,这种相热稳定性好,弥散分布在合金中主要起到弥散强化的作用,弥补了Mg-Al 合金中强化相Mg17Al12的不足[8]。
(2)Sn:在AZ91镁合金中加入Sn,室温下对合金的强化作用不是非常显著,随Sn含量的增加,合金强度有所提高,但上升幅度不大.而温度为150℃时, Sn的强化作用变得十分突出.且强度峰值出现在含Sn量0.5%时,屈服强度由不含Sn时的70MPa上升至130MPa,上升了86%,抗拉强度则由170MPa上升至230MPa,上升了35%。
在合金强度提高的同时,塑性有所下降,但由于Sn加入量少,对合金塑性影响也较小.加入Sn之所以能够提高合金的强度,是因为,有效地强化了基体,增加了合金的热稳定性在合金中形成了高熔点的Mg2Sn颗粒相,这种相在低于250℃的温度区间内稳定性较高[9]。
(3)Bi：在AZ91镁合金中加入B,i室温下加入量为2%时,合金的强度达到最大值,屈服强度由未加Bi时的150MPa上升至170MPa,上升了13%。
抗拉强度由未加入Bi时的200MPa上升至240MPa,上升了20%。
并且在这个范围内伸长率降低比较缓慢。
而当Bi含量大于2%后,伸长率急剧下降,强度也从最高值转而下降。
Bi对AZ91合金的强化作用并不因温度的升高而消失,在150℃、250℃短时拉伸中,其屈服强度均有明显提高。
此外, Bi的加入提高了合金的持久寿命。
在150℃、70MPa拉力作用下,对于不含Bi的AZ91合金,其持久寿命为95 h,而含2 % Bi的AZ91合金,其持久寿命达到134 h,提高了近50%。
Bi在镁中是一个典型的具有沉淀强化作用的元素,当Bi加入量大于1%时,合金显微组织中就会出现致密的Mg3Bi2颗粒相,此相显微硬度高,熔点也远高于镁基体, Bi的加入,能够提高镁合金的强度,改善镁合金的耐热性能[10]。
（4）Nd:在AZ91镁合金中加入Nd,合金的力学性能会得到强化,其原因为：①向ZM5合金中加入稀土Nd使合金组织得到有效细化,当Nd的质量分数为2%时细化组织的效果显著。
②稀土元素与AZ91中的Mg与Al在铸态阶段和固溶处理后都形成了弥散的强化相。
如Mg12Nd等,这些相无论是强度、抗腐蚀性、硬度等方面都远优于AZ91基体中的Mg17Al12强化相。
而且稀土元素对Mg的消耗也相应减少Mg17Al12相的生成也是细化组织的一个重要方面[11]。
在铸造镁合金Mg-6Al加入6％的Nd,由于减少了Mg-Al基体，增加了A11l Nd3和 Al2Nd相，其屈服强度和伸长率都得到了改善[12]。
2.3加工工艺2.3.1表面机械加工处理法表面机械加工处理法可以在金属表面形成一层纳米晶组织,这就便于在镁合金表面引入硬度高、耐蚀性强的元素,在合金表面得到性能优异的强化层。
这一强化层与基体之间有一个梯度分布,因而结合牢固,不易脱落,相比于其它表面处理得到的强化层有较高的使用寿命。
喷丸法属于表面机械加工中很有效的一种处理方法,利用喷丸法进行表面强化处理,不仅可以提高表面强度,而且能使表层与基体之间形成一层残余压应力,这可以大大提高材料的抗疲劳性能,增强镁合金作为结构材料的强度,增加其使用寿命。
镁合金经过喷丸处理后,表面形变层存在较大的残余压应力。
X射线衍射峰半高宽测量结果也已证实,喷丸处理可造成样品表层晶粒细化、点阵畸变和位错密度增高,即发生明显的显微组织强化效应。
这可以有效提高材料表层的屈服强度[13]。
2.3.2动态塑性变形近年来对镁合金室温动态力学性能研究主要集中在商用AZ系列合金上，对ZK 系列及变形强化镁合金有少量涉猎。
文献[14]研究了3种锻造镁合金(AZ31B、AZ61A、ZK60A)的动态拉伸性能与断裂行为，初步结果表明在变形过程中，镁合金抗拉强度随着应变率的增加而增加，具有正应变率敏感效应，正应变率效应可使镁合金在变形过程中吸收更多能量。
刘长海[15] 研究了AZ31镁合金的动态力学性能，当应变率在1200~1700s-时，发现应变强化效应比较明显。
廖慧敏[16]对AM60的研究得到与曹凤红的研究相近的结果，在室温高应变速率(300~1400s- )条件下，合金表现出连续屈服的特征，但无明显屈服点。
随应变率增加，材料极限强度相应增大，表现出一定的应变率强化效应。
2.4其他工艺或处理方法颗粒增强镁基复合材料是一个非常有前途的研究领域。
主要的增强颗粒有SiC、Al2O3和氧化钇等[17 18]，有的采用某种颗粒或纤维单独增强有的则用不同的颗粒进行混杂增强[19]。
通过研究强化机理，一般认为在一定范围内随着增强颗粒或纤维含量的增多、尺寸的变小，镁基复合材料的力学性能包括高温力学性能都较镁合金有所提高。
另外也尝试了将一些新的工艺应用于制造镁合金，文献［20］分别研究了熔体热速处理、过热处理和电磁场对AZ91合金组织和性能的影响，认为当熔体温度（870℃）足够高时，镁合金结晶晶粒的增加引起了基体组织的细化，同时，组织中的γ强化相比未高温过热时弥散均匀；热速处理后组织部分保留了高温过热时的特性，从而使镁合金的力学性能和铸件质量得到提高。
电磁场搅拌则可以使AZ91D合金枝晶组织发生球化和细化,β-Mg17Al12相数量增加，并使Zn元素在+,β-Mg17Al12相的偏聚倾向降低，挤压成形后的合金极限抗拉强度高达285Mpa,比压铸合金提高30%,伸长率为12%，是压铸合金的两倍多。
3 结论事实上，目前对镁合金的研究还处于初级阶段，如关于镁合金疲劳的研究虽然做了大量的工作但有许多问题仍未完全明白，本文只是对近几年镁合金力学性能方面的研究做了初步的总结，相信随着镁合金应用的扩展和研究的不断深入，必将有更多提高镁合金力学性能的途径和新工艺，大量文献表明主要关于文章介绍的三方面内容，既热处理、合金化和其它新工艺。
但这些方法都还有进一步优化的空间，希望可以借鉴其它合金的研究成果，使对镁合金的力学性能的研究更上一个台阶。
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