材料研究学报

作者：戴衡霞, 董旭光, 薛鹏, 倪丁瑞, 马宗义

单位：1.沈阳理工大学材料科学与工程学院 沈阳 1101592.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016

关键词：金属材料,高锌镁合金,搅拌摩擦加工,热裂,共晶,固溶

基金：国家自然科学基金(52071317);沈阳市U40杰出青年基金(RC230864)

用搅拌摩擦加工(FSP)技术制备3种不同Cu含量的Mg-8Zn-xCu合金 (x = 0, 0.5, 1, 质量分数，%)并使用差热分析法和背散射电子成像等手段对其表征，研究了Cu含量对其性能的影响。结果表明，随着Cu含量的提高Mg-8Zn合金的凝固共晶相由346 ℃低熔点二元共晶向434 ℃高熔点三元共晶转变，主要共晶化合物由Mg7Zn3相转变为MgZnCu相，共晶温度的提高抑制了FSP过程中的共晶熔化开裂。Cu含量为0.5%的合金，搅拌摩擦热-力耦合作用使加工区中大部分粗大第二相固溶于镁基体，使Zn元素的固溶量高达6.62% (质量分数)，约为室温平衡固溶度的4倍。与FSP Mg-8Zn 合金相比，FSP Mg-8Zn-0.5Cu合金的抗拉强度(提高50 MPa)达到 了300 MPa，断裂伸长率从13.4%显著提高到30.2%。产生这一优异的强韧化效果的原因是组织均匀性的提高、高含量Zn的固溶强化、晶粒细化以及MgZn2动态沉淀相的协同作用。Cu含量提高到1%使未固溶的第二相在加工区呈带状偏聚，导致合金的拉伸性能显著降低。

来源：2025年第11期

《材料研究学报》期刊编辑部

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