與其他結構材料相比，鎂合金的密度較低、比強度、比剛度和阻尼性能較高，還具有較好的可加工性，在汽車和航空航天等領域有廣闊的應用前景[1~4]
但是，鎂合金的工作溫度高于120℃時抗蠕變性能和強度開始降低[5]
Si在Mg中的最大溶解度只有0.003%
在Mg中添加Si元素則Si原子與Mg原子能生成金屬間化合物Mg2Si[6,7]
Mg2Si是一種高熔點(1085℃)、高硬度(4.5×105 N·m-3)、高彈性模量(120 GPa)、低密度(1.99×103 kg·m-3)和低熱膨脹系數(7.5×10-6 K-1)的鎂合金強化相[8~11]
因此，鎂高硅合金作為結構材料有很大的發展潛力
使用傳統的鑄造工藝并添加較高濃度的Si，則Mg2Si相會長成粗大樹枝狀反而使材料的力學性能降低[12]；但是Si的添加量過低則對鎂合金高溫性能的影響較小
使用熱擠壓[13,14]、快速凝固[15]、定向凝固[16,17]、熔體過熱處理[18]和機械合金化[19]等加工技術可細化鎂硅合金的微觀組織，使其力學性能提高
但是，使用這些加工技術會提高成本，較實用的工藝是變質處理
地殼中鋁、硅元素的含量較高，因此Mg-Al-Si合金的成本較低
同時，鋁的熔點與鎂熔點相近，使Mg-Al-Si合金的鑄造性能和再生性能較好
AS(包括AS41和AS21)耐熱壓鑄合金的高溫蠕變性能優于AZ和AM系列合金，但是在鋁含量較低的合金中Mg2Si相呈粗大的漢字形，使其強度和韌性大大降低
因此，提高Mg-Al-Si合金的鋁含量有助于改善強化相Mg2Si的形貌，從而使其性能提高
在Mg-5Si合金中加入0.5%的La元素可有效變質合金中的Mg2Si，使其尺寸小于25 μm，但是La添加量超過0.8%則使Mg2Si相過度變質[20]
王浩等[21]報道，在Mg-5Si合金中添加Ce元素也能細化Mg2Si相
基于相似的機理，可對Al-Mg-Si合金進行變質處理，加入混合稀土[22]、鈉鹽[23]和Sr[24]細化Al-Mg-Si合金中的Mg2Si相
童文輝等[25]報道，在Mg-Si-Zn合金中復合添加Ca、Y能有效細化合金中的Mg2Si
復合添加Ca、Y比只添加Ca使合金的硬度提高10%，但是復合添加元素的量較大則使成本提高
Y與Mg晶體結構相似，Y在Mg中的固溶度最大可達12.47%，是鎂合金很好的固溶
聲明：
“Y對Mg-14Al-5Si合金性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：范晉平,蔣一鋒,裴鏢,康文旭
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2025年06月20日 ~ 22日 
