触变注射成型Mg–Al–Zn合金的成分、微观结构与性能关系：Al/Zn比例的作用

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Composition, Microstructure, and Property Relationships in Thixomolding Mg–Al–Zn Alloys: Role of the Al/Zn Ratios

镁合金成分调控对压铸成型性能的影响研究。固定Al+Zn总含量10%制备系列Mg-Al-Zn合金，系统研究成分-微观结构-性能关系。Al含量增加提升强度但降低塑性和热导率，Zn含量增加则改善塑性和热导率。AZ64-AZ37合金区间实现强度>294MPa、延伸率>12%、热导率58-73W/(m·K)的平衡性能，为半固态成型轻量化材料设计提供理论依据。

　　

摘要

镁-铝-锌（Mg–Al–Zn）合金在工业中得到广泛应用，其中AZ91D合金因其高强度、耐腐蚀性和可铸造性而成为典型代表。然而，由于其较差的延展性和导热性，这种合金在半固态成型工艺（thixomolding）中的应用受到限制，而半固态成型工艺非常适合制造精密部件。在这项研究中，研究人员系统地研究了总Al + Zn含量固定为10 wt%但Al/Zn比例不同的Mg–Al–Zn合金系列，以建立成分-微观结构-性能之间的关系。研究结果表明，增加铝含量可通过Mg₁₇Al₁₂相的析出提高材料的屈服强度和抗拉强度，但同时会降低延展性和导热性。相反，添加锌元素可以通过促进溶质强化和减少金属间结合来提高延展性和导热性。具有中等Al/Zn比例的合金（例如AZ64到AZ37）表现出平衡的性能，其极限抗拉强度超过294 MPa，伸长率超过12%，导热率在58至73 W/(m·K)之间。这些发现为优化适用于半固态成型的Mg合金提供了重要指导，为汽车和电子应用中的轻量化结构部件及热管理部件的开发指明了方向。