下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
镁合金的强化途径有固溶强化、弥散强化、析出强化（沉淀强化）、细晶强化、形变强化和复合强化等。
当合金元素固溶于基体金属时，由于合金元素与基体金属的原子半径和弹性模量的差异，使得基体金属的晶格点阵发生畸变，由此产生的应力场会阻碍位错运动，从而使得基体得到强化。溶质原子的浓度越高，溶质与溶剂的原子半径和弹性模量的差异越大，使得基体金属的晶格点阵发生的畸变越剧烈，由此产生的应力场越多，阻碍位错运动的数量越多，从而使得基体得到越大强化，屈服强度越高。表1-11给出了合金元素对镁合金固溶强化的影响。
表1-11 合金元素对镁合金固溶强化的影响
弥散相与沉淀相不同。弥散相是指在液态金属中存在的高熔点物质，其呈现为固态而弥散分布于液态金属中。它的特点是，这些物质在基体金属中不溶解或者溶解度极小，而是以固态形式弥散分布在液态基体金属中。这种弥散相有很好的热稳定性，在形变时，它能够阻碍位错的运动。即使是在高温下，金属仍然具有较高的力学性能，受到温度的影响较小。常见的由于回火造成的软化及晶粒长大，都会由于弥散相的钉扎作用而得以避免，因此，它提高了抗蠕变性能。同时应当指出，弥散强化型合金，必须考虑弥散相与基体金属的浸润性。没有良好的浸润性，在材料受力时，弥散相与基体金属会过早发生分裂。
在高温下，合金元素是溶解在液态基体金属中的。在结晶中，如果合金元素含量足够多，可能会发生共晶反应（指共晶型镁合金），析出沉淀相。析出的沉淀相多数是金属间化合物。很多二元镁合金，合金元素在基体金属镁中的固溶度会随着温度的降低而减少，从而逐渐析出沉淀相。这种合金可以通过固溶+时效处理得以强化。
与其他金属材料一样，细化晶粒也是提高镁合金力学性能的有效方法。对于镁合金来说，合金的屈服强度与晶粒直径的平方根成反比，即
R eL = R 0 + kd -1/2
式中 R eL ——细化晶粒之后的屈服强度（MPa）；
R 0 ——常数（MPa）；
k ——常数（MPa·μm 1/2 ）；
d ——晶粒直径（μm）。
这里应当特别指出的是，由于镁合金晶体对称性低，滑移系少，所以其常数 k 很大， k ≈280～320MPa·μm 1/2 ，是一般体心立方晶格金属和面心立方晶格金属的几倍，比铝合金（ k ≈68MPa·μm 1/2 ）高4倍多。所以镁合金晶粒细化产生的强化效果非常明显，而且还可以明显改善塑性。通常是采用RE、Zr、Ca、Sr、B来细化镁合金的晶粒，以改善其力学性能。
形变强化对于镁合金的作用就是通过晶粒细化来实现的，如通过对AZ91镁合金在400～480℃进行热挤压，就得到7.6～66.1μm的细晶。增大应变速率或者应力，降低变形温度，都可以细化晶粒。
复合强化就是利用陶瓷颗粒、纤维、晶须作为增强相制成高比强度、高比刚度、低膨胀系数的镁基复合材料。