《Scripta Materialia》：Solute cluster-mediated natural age hardening in a dilute Mg-Zn-Ca alloy
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Mg-2Zn-0.5Ca合金自然时效4个月后屈服强度提升35MPa达147MPa，延展性保持17%，Zn-Ca clusters（密度9.1×1023 m?3）通过HRTEM和APT证实其稳定存在，Zn/Ca原子比>16的簇趋于2:1，分子动力学模拟显示该比例簇具有负形成能，稳定存在不演化为GP区或纳米析出相，为Mg合金强度与延展性协同提供新策略。
李梅轩|焦英斌|朱宇龙|胡张婷|王静|李意佳|华振明|陈鹏|王慧媛
吉林大学南岭校区汽车底盘集成与仿生学国家重点实验室及材料科学与工程学院，中国长春人民大街5988号，邮编130025
摘要
在本研究中，观察到了一种新的自然老化（NA）硬化现象，这种现象发生在稀薄的Mg-2Zn-0.5Ca（重量百分比，ZX20）合金中。经过4个月的自然老化处理后，该合金的屈服强度显著提高了约35 MPa（从约112 MPa增加到约147 MPa）；更重要的是，其延展性并未下降，保持恒定的均匀伸长率约为17%。通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和原子探针显微镜（APT）分析发现，这种强化的原因是形成了高密度的Zn-Ca簇（密度约为9.1×10^23 m^-3），且含有超过16个溶质原子的Zn/Ca原子比趋向于2:1。分子动力学模拟表明，Zn/Ca比为2:1的簇具有负的形成能，从而证实了它们的热力学稳定性。ZX20合金中的这些簇能够稳定存在，而不会演变为晶界（GP）区域或纳米沉淀物，这与以往的研究结果有显著不同。这些发现有助于理解簇的形成机制，并为镁合金中实现有利的强度-延展性协同效应提供了溶质聚集策略。
作者贡献声明
CRediT作者贡献声明
李梅轩：撰写初稿、争取资金。焦英斌：实验研究。朱宇龙：数据分析。胡张婷：软件应用。王静：资金筹集。李意佳：实验方法设计。华振明：撰写、审稿与编辑工作、资金筹集。陈鹏：实验方法设计。王慧媛：研究概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（项目编号：2024YFB3408900）的支持。同时，还得到了国家自然科学基金（项目编号：52374388、52431004、U22A20109）以及中国博士后科学基金会博士后奖学金计划（项目编号：GZC20230663）的资助。
