快速凝固镁合金
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铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释
铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车和电子等领域有广泛的应用。
然而，在镁合金的铸造过程中，不可避免地会产生一定的内部变形。
这种内部变形可能会对材料的性能和使用寿命产生负面影响，因此了解造成镁合金内部变形的原因显得尤为重要。
铸造工艺是造成镁合金内部变形的主要原因之一。
在铸造过程中，温度的变化可能会导致热应力的产生。
当镁合金在冷却过程中迅速从高温状态转变为低温状态时，由于不同部分的冷却速度不一致，会在材料内部产生应力，从而导致变形现象的发生。
此外，快速冷却也是导致镁合金内部变形的一个重要原因。
快速冷却会使镁合金迅速凝固收缩，并且由于凝固过程中的体积变化不一致，可能会引起材料的内部应力，导致材料发生变形。
在浇注过程中，气孔和缩孔的存在也会对镁合金的内部变形产生影响。
气孔和缩孔是由于气体在浇注过程中被困在材料内部或者材料受到收缩作用而形成的。
这些孔隙会导致材料的局部应力集中，从而引起变形。
除了铸造工艺外，材料本身的性质也会对镁合金的内部变形起到重要的影响。
首先，镁合金具有较低的熔点和较高的热膨胀系数，使得在铸造过程中容易出现热应力和热收缩引起的变形。
其次，材料的非均匀性和晶粒结构也会导致内部变形的发生。
这些因素会使得材料的内部应力不均匀分布，从而引起变形。
此外，化学成分的变化和杂质的存在也可能对镁合金的内部变形产生影响。
化学成分的改变可能改变材料的热膨胀系数和熔点，导致变形问题的发生。
而存在于合金中的杂质则可能影响材料的晶粒结构和力学性能，从而导致变形的发生。
总结而言，铸造工艺必然会对镁合金的内部产生一定程度的变形。
这种变形主要是由于温度变化导致的热应力、快速冷却引起的凝固收缩以及浇注过程中的气孔和缩孔等因素所致。
此外，材料本身的性质如低熔点、高热膨胀系数、非均匀性和晶粒结构，以及化学成分的变化和杂质的存在也会对变形问题产生影响。
焊接工艺的镁合金焊接技术要点
焊接工艺的镁合金焊接技术要点镁合金是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
然而，镁合金的高活性和低熔点给其焊接过程带来了一定的挑战。
为了实现镁合金的可焊接性，提高焊接接头的强度和可靠性，必须掌握镁合金的焊接技术要点。
本文将介绍镁合金焊接的关键技术和注意事项。
一、镁合金焊接方法1. 氩弧焊（TIG焊）氩弧焊是一种常用的镁合金焊接方法。
在氩气保护下，通过高温电弧将金属材料加热到熔化状态，使其与填充材料相结合。
氩弧焊可以实现高质量的焊缝和卓越的机械性能。
然而，由于镁合金的氧化性质，氩弧焊时必须使用镁合金专用的推杆以及预先清洁和除氧的材料。
2. 激光焊接激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，特别适合焊接镁合金。
激光束的高能密度可以在短时间内完成焊接过程，并实现熔化区域的快速凝固。
激光焊接具有低热输入和小热影响区的优势，可以避免镁合金的热裂纹和变形问题。
二、镁合金焊接前的准备工作1. 材料准备镁合金焊接前，首先需要准备优质的镁合金材料。
材料的质量和化学成分对焊接接头的性能至关重要。
合理选择合金成分和材料特性相匹配的填充材料，可以提高焊缝的强度和耐蚀性。
2. 表面处理镁合金的表面容易氧化，焊接前必须进行表面清洁和除氧处理。
可以使用碱洗、溶剂清洗或机械去除等方法，彻底除去铝、锌、铁等杂质，以提高焊接接头的可靠性。
三、焊接参数的控制1. 焊接电流和电压在焊接过程中，合理控制焊接电流和电压可以实现优质的焊缝形态和合金成分分布。
电流过大会导致气孔和焊接接头强度降低，电流过小则会使焊缝未能完全熔化。
2. 焊接速度焊接速度是决定焊缝形态和晶粒细化程度的重要因素。
过快的焊接速度会导致焊缝开裂和材料变形，而过慢则会使熔化区域过大，影响焊接接头的力学性能。
四、焊接后的处理1. 热处理镁合金焊接后，可以通过热处理进一步提高焊接接头的强度和耐蚀性。
常用的热处理方法包括时效处理和固溶处理。
时效处理可以有效提高镁合金的硬度和强度，而固溶处理则可提高镁合金的塑性。
快速凝固Cu_Cr_Zr_Mg合金的时效析出与再结晶
快速凝固Cu2Cr2Zr2Mg合金的时效析出与再结晶①刘 平 , 康布熙 曹兴国 黄金亮 殷 标 顾海澄 (西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049) (洛阳工学院材料系,洛阳471039)摘 要 对快速凝固Cu20.6Cr20.15Zr20.05Mg合金伴随时效析出的再结晶过程进行了观察和研究。
发现该合金在形变后的时效过程中,析出相非常细小、弥散,阻碍了再结晶的进行,出现了原位再结晶与不连续再结晶同时发生的现象。
在再结晶的形核和长大过程中,析出相在晶界前沿快速粗化或重新溶解,并在再结晶区域中重新析出,导致更加弥散的析出相分布。
关键词 快速凝固 Cu2Cr2Zr2Mg合金 时效析出 再结晶中图法分类号 TG146.11 Cu2Cr2Zr2Mg合金因具有良好的导热导电性和较高的强度,在电阻焊电极、电机整流子、集成电路引线框架等方面得到广泛使用。
但采用常规冶金方法生产的Cu2Cr2Zr2Mg合金,因Cr和Zr原子在Cu中的固溶度有限,限制了时效过程中的析出强化效果[1-3],阻碍了性能的进一步提高。
采用旋转急冷的方法制备Cu2Cr2Zr2Mg合金,在使合金晶粒细化的同时,也使Cr和Zr 原子在Cu中的固溶度扩大,产生极强的弥散强化效果[4-6],可在保持高的导电率的前提下(导电率>80%(IACS)),显著提高合金的硬度(HV值大于200),为一种获得高强度高导电铜合金的有效方法。
过饱和固溶体在形变后的时效过程中,其时效析出伴随着回复和再结晶过程,它们之间的交互作用,必然会对时效的组织和性能产生影响。
70年代以来,对钢、镍基合金和铝合金再结晶与析出相的交互作用做了较多研究[7,8],而对铜合金的研究甚少。
快速凝固Cu 合金由于具有高的过饱和度,大量的空位以及细小的晶粒;在其形变后的时效过程中,析出行为对再结晶过程的影响与常规Cu合金大不相同。
本文研究了快速凝固Cu2Cr2Zr2Mg合金再结晶与时效析出的交互作用,并从热力学上进行了分析。
快速凝固Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金腐蚀性能的研究
快速凝固Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金腐蚀性能的研究刘广;张振忠;陈骞;张浩;尹长浩;张少明【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2009(029)006【摘要】研究了快速凝固Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.利用金相显微镜、SEM观察了合金的微观组织和腐蚀形貌.结果表明,快速凝固使合金产生非晶相、晶粒细化及微观组织均匀,均对耐腐蚀性能提高起到作用.在室温下,腐蚀速率随时间先增大,随后逐渐减小.XRD分析表明腐蚀后的主要产物是Mg(OH)_2.通过极化曲线测试,表明合金耐蚀性能随冷却速率的提高而改善.【总页数】5页(P13-17)【作者】刘广;张振忠;陈骞;张浩;尹长浩;张少明【作者单位】南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,南京,210009【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2【相关文献】1.快速凝固工艺对AZ91HP镁合金腐蚀性能的影响 [J], 马国峰;蔡静;娄德元;贺春林2.快速凝固铜锡合金的腐蚀性能 [J], 侯纪新;周巍;章顺虎;盛敏奇;肖震东;吴琼3.快速凝固AA8009耐热铝合金及其焊缝的耐腐蚀性能 [J], 丁荣辉;黎文献;路彦军;肖于德;谭敦强4.冷却速度对Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金组织和性能的影响 [J], 刘广;张振忠;陈骞;张浩;尹长浩;张少明5.快速凝固与普通凝固Mg-Zn-Y镁合金的耐腐蚀性能 [J], 王鹏程;徐春杰;杨林;张忠明;郭学锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三种镁合金注射成型技术简介
三种镁合金注射成型技术简介
newmaker
镁合金注射成型技术由于具有很多优势，成为业内的研究热点。
最近出现地注射成型技术有热流道方式、铸造锻造法和粉体离型剂三种。
注射成型的基本原理是熔解低熔点合金，然后以高速、高压充填到金属模中成型。
从投料口投入米粒大小的原料，然后使其进入已加热到设定温度的圆筒内并运送到其前端。
这时通过丝扛旋转增加剪切力，制成半熔融状态的合金熔融液，然后以高速注射到金属模内。
合金熔融液的温度保持在５６０～６３０℃，并控制固相率。
日本制钢所引进的是美国Ｔｈｉｘｏｍａｔ公司的技术专利，并进行成型机的制造和销售。
镁合金注射成型方法与压铸法相比，由于有很高的铸造压力，所以表面附近的结晶粒微细化，因而能获得高的耐蚀性和机械强度。
金属模的再现性也好。
由于合金熔液的温度比压铸法低５０～７０℃，因此能控制成型制品随着热收缩的尺寸变化，从而提高金属膜的使用寿命。
另外不使用熔解炉及ＳＦ６防燃气体，不会发生爆炸和粉尘，符合安全和环保要求。
最新的注射成型技术：
１．热流道方式：经常加热金属模内的流道，用保持金属熔液的方式提高材料的成品率，具有缩短循环时间，可处理多个铸模，成型机小型化等优点。
２．铸造锻造法：铸造成型制品为接近于成品形状的半成品，只有精锻造一个工序。
具有即使高速锻造也不产生裂纹的优点。
３．粉体离型剂：一般是喷涂水溶性离型剂，存在着离型剂飞散的现象。
日本制钢公司开发出在封闭的金属模内真空吸附粉体离型剂的方法。
具有在清洁的环境中缩短循环时间，提高金属模寿命的效果。
(end)。
镁合金 成型工艺
镁合金成型工艺
镁合金是一种重要的轻质结构材料，在日常生活中广泛应用。
镁
合金的成型工艺有许多种，以下是其中的一些常见方法：
1. 压铸成型：将镁合金加热至一定温度后，以高压将熔化的合
金注入模具中，待冷却后从模具中取出即可得到所需要的形状。
2. 等静压成型：通过在一定温度和压力下，将镁合金粉末压制
成所需形状的方法。
该方法可以得到高密度、强度均匀的镁合金制品。
3. 挤压成型：将镁合金加热至一定温度后，采用金属棒进给的
方式，将合金挤出成所需的形状，然后通过冷却、切割等工艺得到最
终制品。
4. 热压成型：将镁合金加热至一定温度后，采用高压将其压制
成所需形状的方法。
该方法可以得到高强度、高精度的镁合金制品，
常用于制造高要求的航空航天零部件。
以上是一些常见的镁合金成型工艺，具体选用何种方法需根据所
需要的材料强度、形状等要素综合考虑。
镁合金
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。
特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围：镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的镁合金铸件1。
镁合金（英文：Magnesium alloy）的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。
比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。
在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。
屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%镁合金铸件2回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。
适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大，达到25～26 μm/m℃，而铝合金则为23 μm/m℃，黄铜约20 μm/m℃，结构钢12 μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。
5.镁合金的优缺点及应用
镁合金的优缺点及应用镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。
镁合金质量轻，其密度只有1.7kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。
一、镁合金的优点1、镁合金密度小但强度高、刚性好。
在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。
普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。
镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。
2、镁合金的韧性好、减震性强。
镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。
但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5倍，因此，很适合应于受冲击的零件—车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。
3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。
镁合金是良好的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。
由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40%～50%，且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。
4、镁合金具有优良的切削加工性。
镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。
加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具，工具消耗低。
而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。
5、资源丰富。
中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及“下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。
进入20世纪90年代以来，随着改革开放和市场经济的不断深入发展，中国镁工业也有了突飞猛进的发展。
镁铝合金的强化机制
镁铝合金的强化机制
镁铝合金的强化机制可通过以下方式进行说明：
1. 固溶处理强化
固溶处理是指在一定温度范围内将合金中的某些元素溶解到固溶体中，然后通过快速淬火或空气冷却使其迅速凝固，形成固溶态。
镁铝合金中，通过固溶处理可强化材料晶界和晶体内部，增加其强度和硬度。
2. 精细化晶粒强化
晶粒尺寸对镁铝合金的力学性能有很大影响，晶粒尺寸越小，其强度和延展性都将得到提高。
因此，通过加工过程中的冷变形、稀土微合金化等方法，可实现精细化晶粒强化。
3. 沉淀强化
沉淀强化是指通过在晶界或晶粒内形成一些固溶体中不稳定相的粒子，从而增强材料的硬度。
在镁铝合金中，通过铝、锆等元素的添加，在热处理过程中形成一些短周期有序的构像结构，从而实现沉淀强化。
4. 界面反应强化
在镁铝合金的热处理过程中，随着加工温度的升高，镁铝合金中的界面反应强化作用会逐渐加强。
这种强化机制是指在固溶体与相邻的二次相之间，由于晶格常数和原子半径的差异，形成相界面上的位错和点缺陷，从而导致材料强度的提高。
镁合金是什么材料
镁合金是什么材料
镁合金是一种轻质、高强度的金属材料，由镁和其他金属或非金属元素合金化
而成。
它具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
那么，镁合金究竟是什么材料呢？
首先，镁合金是由镁和其他金属或非金属元素混合而成的合金材料。
镁是一种
具有较低密度和较高比强度的金属，因此镁合金具有很轻的重量和很高的强度。
这使得镁合金成为一种理想的结构材料，特别适用于要求重量轻、强度高的应用场合。
其次，镁合金具有优异的机械性能。
它的比强度和比刚度都很高，同时具有良
好的抗拉伸、抗压缩和抗弯曲性能。
这使得镁合金在航空航天领域得到了广泛应用，例如飞机结构件、发动机零部件等。
此外，镁合金还具有良好的疲劳强度和冲击韧性，能够承受复杂的载荷情况，因此在汽车制造领域也有很大的市场需求。
除此之外，镁合金还具有优异的耐腐蚀性能。
镁合金在常温下具有很高的化学
稳定性，能够抵御大多数化学介质的侵蚀，因此在海洋工程、化工设备等领域也有着广泛的应用前景。
总的来说，镁合金是一种具有很高综合性能的材料，它的轻质、高强度、优异
的机械性能和耐腐蚀性能使得它在诸多领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和工业的不断发展，相信镁合金一定会有更加广阔的发展空间，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
镁合金
镁及镁合金认知报告一、镁及镁合金的概述镁的元素符号为Mg,原子序数12，元素周期表中ⅡA族碱土金属元素，电子轨道分布1s2 2s2 2p6 3s2，其相对原子质量为24.3050。
纯镁具有金属色泽，呈亮白色，标准大气压下纯镁为密排六方结构，无同素异构转变。
镁是地壳中最丰富的元素之一，约占地壳组成的25%。
镁是常用金属结构材料中最轻的一种，其熔点为650℃，与铝熔点差不多，但密度是铝的2/3，为1.738g/cm3。
但是纯镁的力学性能很差，化学活性很强，电极电位很低，抗蚀性较差，由于具有以上缺点，镁至今还未成为可以大规模使用的结构材料。
镁与一些金属元素如铝、锌、锰、稀土、锆、银和铈等合金化后得到的高强度轻质合金称为镁合金。
镁合金的密度通常为 1.75-1.85 g/cm3，在现在的金属材料中最小，约为铝的64%，钢的23%，而其铸件的比强度和疲劳强度均比铸铝合金高，此外，镁合金的弹性模量较低，在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高50%左右，可制造承受猛烈冲击的零部件。
镁合金阻尼性能好，适合于制备抗震零部件。
同时，镁合金具有优良的切削加工性能，切削速度大大高于其他金属。
镁合金还具有优良的铸造性能，可以用几乎所有铸造工艺来铸造成形。
正因为以上优点，镁合金在汽车、电子、电器、航空航天、国防军工、交通等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
但是，由于受材料制备、加工技术、抗腐蚀能力、抗蠕变性能以及价格因素的影响，目前镁合金的应用量远远落后于钢铁和镁合金。
二、镁合金的基本概念1.镁合金的分类一般来说镁合金的分类依据有三种：合金化学成分，成形工艺和是否含锆。
按化学成分，镁合金主要划分为Mg-Al、Mg-Mn、Mg-Zn等二元，以及Mg-Al-Zn、Mg-Al-Mn等三元系及其他多组分系镁合金。
按成形工艺，镁合金可划分为铸造镁合金和变形镁合金，两者在成分、组织性能上存在很多差异。
铝、锆为镁合金中的主要合金化元素。
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四、快速凝固/粉末冶金制备技术 快速凝固镁合金 镁的晶体结构为密排六方，合金元素在镁基体中扩散速率很低，而且在通常使用的镁合金中凝固范围均较宽，因此在凝固过程中容易产生晶间偏析和形成非平衡相，故镁合金塑形很差。快速凝固过程中，镁合金的各种传输现象被减弱或抑制，晶粒组织的长大受到局限，易形成超细的晶粒度、无偏析或者少偏析的微晶组织和亚稳相。组织上的改变导致镁合金力学性能和抗腐蚀性能的改善，使其具有良好的室温力学性能、高温力学性能和抗腐蚀性能，可制备非晶、准晶、微晶和纳米晶合金。 快速凝固制备镁及镁合金的方法很多，主要分为3类：1) 雾化喷射技术，包括喷射成型技术。2) 连续急冷模冷铸造技术。3) 在已有的镁合金材料的表面进行的原位快凝技术[18,19]。目前采用较多的单辊快速凝固装置可制备薄带状产品。
1.1 快速凝固技术发展概述 快速凝固作为一种新型的金属材料制备技术，其基本原理是设法将合金熔体分散成细小的液滴，减小熔体体积与散热面积的比值，提高熔体凝固时的传热速度，抑制晶粒长大，消除成分偏析。 快速凝固合金组织特点：(1) 偏析倾向减小，成分均匀化；(2) 形成超饱和固溶体；(3) 组织超细化、尺寸均匀化；(4) 晶体缺陷增加产生亚稳晶体相，甚至准晶、非晶相。回顾快速凝固技术50余年的发展历史，可分为以下三个阶段：1) 伴随着非晶合金的问世，在随后的二十多年快速凝固技术主要用于研究和生产非晶、微晶功能材料；2) 八十年代后，应用快速凝固技术在 Al-Mn 合金中率先发现晶体学上极具理论研究价值的准晶相，从而掀起了准晶研究的热潮；3) 近二十几年来，研究主要集中在快速凝固材料组织与性能的定量控制与预测上。如深过冷快速凝固技术的开发、非晶中纳米晶的析出、表面重熔技术以及高压下非平衡材料的制备等。非平衡条件下材料的组织形成与控制己成为材料学界研究的新热点。 与传统材料制备技术相比，快速凝固技术具有一系列优点，如合金熔体的凝固速度快、冷速高、合金元素过饱和固溶度高、晶粒组织细小、合金成分及组织均匀、容易产生亚稳相等。由此而制得的材料具有优异的力学性能和抗腐蚀性能，以及通过产生新的相组成而获得耐摩擦、高电阻率等其他优异性能。目前，综合开发镁及镁合金已成为国际共识，确立的几个主要研发方向包括：降低生产成本、研究和开发产品的制备工艺、防腐与表面处理、提高合金室温和高温机械性能新四、快速凝固/粉末冶金制备技术 材料开发、进一步开发航空航天领域的应用、快速凝固与后续加工。其中快速凝固被作为重要的研究方向之一，这是由于利用快速凝固可以研究凝固过程的基本原理，制备超高性能非平衡材料，并有望成为镁合金工业化推广应用的方向之一。
1.2 快速凝固镁合金的结构 快速凝固细化了镁合金的晶粒，明显减少了成分偏析。据估计，一般的镁合金快速凝固后晶粒尺寸减少到铸态时的 1/16，枝晶臂间距仅为5-8μm，经过挤压成型后的晶粒尺寸也只有3-10μm，弥散第二相的尺寸甚至低于1μm，晶粒的细化有可能抑制孪晶的形成。如果在合金中加入适量的Si，在快速凝固后可以形成直径nm50~的SiMg2沉淀相，这些沉淀相不仅强化了基体，还能阻止晶粒的长大。同时快速凝固使本来很小的溶质固溶度有较大的扩展和形成了许多新的亚稳相。快速凝固镁合金微观组织结构上的这些变化将使合金的性能有大幅度的提高。
1.3 快速凝固镁合金的力学性能 与常规镁合金相比，快速凝固镁合金的室温强度、延展性、高温力学性能和耐腐蚀性能都有明显的改善。近年来，快速凝固应用于非晶镁合金方面取得可喜成绩，超高强度非晶镁合金抗拉强度已经达到了1150MPa，比强度达到了)cmg/(MPa6003，远远高于超高强度Ti6Al-4VT6合金(抗拉强度1167MPa，比
强度)cmg/(MPa2603。非晶态合金经过挤压成形后材料的强度极高。需指出的是尽管镁基非晶合金强度极高，但由于现已开发的镁基非晶材料密度很高，加之非晶态合金是亚稳材料，在一定温度下长期工作会因析晶而导致材料组织、性能的变化，同样无法应用于高温下的服役工况。除了强度的提高外，快速凝固后晶粒的细化也有效地改善了镁合金的延展性。 此外，快速凝固镁合金的热稳定性也比常规镁合金有较大提高。例如，在Mg-Al-Zr合金中，快速凝固形成的Al3Zr沉淀相钉扎了晶界，阻止了晶粒长大，其在300-400℃保温达300小时后仍然能保持室温强度不变。某些新型快速凝固镁合金还同时具有很好的强度、延展性和高温稳定性。这些合金快速凝固后在晶粒细小的基体上产生了弥散的Mg3X(X=Pr, Nd, Ce, Y)或Mg17Y3沉淀相(尺寸为
0.04-0.07μm)，这些沉淀相是有很高熔点和热稳定性的金属间化合物，所以它们在挤压固结成型和高温条件下没有发生明显粗化，并能对晶界产生有效的钉扎作用，因而这些合金具有十分突出的室温与高温综合力学性能。 四、快速凝固/粉末冶金制备技术 1.4 快速凝固镁合金的耐蚀性能 快速凝固镁合金晶粒的细化、微观组织结构的均匀化和镁固溶度的提高，避免了常规合金化工艺中出现的微电池现象，从而提高了合金的抗腐蚀能力。例如，常规铸态的Mg-5.3Zn-0.6Zr(wt%)合金通常具有电正性的α-Mg枝晶和电负性的枝晶间Mg51Zn20相组成，因而很容易受电化学腐蚀，当快速凝固冷速较高时可
以完全抑制Mg51Zn20形成，使合金抗电化学腐蚀性能有明显提高。研究表明，
快速凝固AZ91合金的腐蚀速率为0.8mm/a，含2%Ca的快速凝固AZ91E-T6合金的腐蚀速率仅为0.2mm/a。快速凝固Mg-5Al-Zn-5Nd(wt%)合金在3%NaCl水溶液中的腐蚀速度仅为0.279mm/a，而普通凝固AZ91HP-T6合金为1.27mm/a。快速凝固Mg-5Al-Zn-5Nd(wt%)合金在3%NaCl水溶液中的腐蚀速度仅为每年m1054.2~7，是已知镁合金中腐蚀抗力最高的合金。这可能与稀土化合物和腐蚀性盐溶液反应后在合金表面形成防护膜以及快速凝固后均匀的微观组织结构有关。这种加入稀土元素的快速凝固镁合金由于具有很好的综合性能将有可能应用于制造飞机和汽车构件。当然，要使快速凝固镁合金真正成为一种结构材料投入实际应用还有不少工作要做，特别是在不明显增加合金密度、优化价格的条件下通过合金化进一步提高合金的室温和较高温度下的强度、耐疲劳和耐腐蚀等性能[24]。
1.5 快速凝固镁合金的研究现状及热点 利用快速凝固不仅可以研究凝固过程的基本原理，获得稳态和亚稳态新相，同样是制备高性能新型材料最为有效的方法之一。由快速凝固制备的超高强度镁合金抗拉强度突破了1000MPa (这意味着比抗拉强度达到了600MPa，是钢和铝无法比拟的)，这无疑对航空业尤其是航天业和国防工业是一个福音；而且从理论上，对包括Orowan强化、弥散强化、固溶强化、细晶强化等不同快速凝固镁合金的强化机制也进行了初步的研究。虽然超高强度镁合金的研究工作己经取得了一定的进展，但就镁合金研究的总体而言，快速凝固镁合金的组织设计、制备工艺和强化机制等制约超高强度镁合金制备和应用的关键基础问题的研究工作还很不完善，快速凝固过程中合金元素之间的相互作用、微观偏析以及晶粒细化、亚稳相强化和准晶强化等一系列基础问题的研究工作刚刚起步。而且，值得注意的是，Mg-Zn-Y等合金系中发现的Mg30Zn60Y10稳态准晶[26]能否和如何进一步从根本上改变超高强度镁合金的物理、化学和机械性能，对超高强度镁合金的研究和制备具有重要的意义。 四、快速凝固/粉末冶金制备技术 单辊法制备急冷薄带 急冷技术是快速凝固技术的一种。所有的急冷工艺都需要满足两个基本的要求：熔体必须形成足够薄的流态，以确保至少在一个方向上热量能很快散出，同时必须有足够迅速导出热量的冷却介质。为此存在三种选择方式：使熔融金属形成小的珠状、小直径的柱状流、或者是薄的方形流（带状流）。冷却介质则可以是气体、流体或固体表面。不同组合的产物形态依赖于熔体凝固前的处理过程。快速凝固条件下凝固过程表现出的主要特征在于：(1)偏析形成倾向减小。随着凝固速率的增大，实际溶质分配因数(界面处固相和液相的实际溶质质量分数之比)趋近于1，偏析倾向减小；(2)非平衡相的形成。快速凝固形成的亚稳相反映在成分、组织结构、形态与拓扑学结构上；(3)细化凝固组织。大的冷却速率不仅可细化枝晶，而且由于形核速率的增大而使晶粒细化；(4)微观凝固组织的变化。随合金类型与成分的变化，相同成分的合金在不同冷却速率下可获得完全不同的组织；(5)非晶态的形成。当冷却速率极高时，结晶过程将被完全抑制，亚稳定相的析出也可能被抑制，从而获得非晶态的固体。 在雾化法、单辊法、双辊法、旋转圆盘法、纺绩法等急冷快速凝固法中，试件的尺寸足够小，以至于内部热阻可以忽略，界面散热成为控制环节。通过增大散热强度，使液体金属以极快的速率降温，可实现快速凝固。 单辊法(Single roller)又可称为熔体甩出法(Melt spinning或 Melt-spun)，其制备原理如图1所示，高速旋转的激冷铜辊将合金液流铺展成液膜并在激冷作用下实现快速凝固的办法。在合金被拉成薄膜后，随单辊旋转一定的角度进一步冷却并凝固，最后与其分离，进入收集器或缠绕成卷，获得一定宽度的带材。 自1908年Strange和Pin发明单辊制备条带的专利以来，单辊快速凝固工艺已发展的比较成熟，目前已成为在工业生产和实验室研究中制备非晶所广泛采用的方法。单辊法可以制得尺寸稳定、厚度均匀、长达几米至几十米的连续薄带，这种薄带不仅对微观组织结构观察、凝固冷速和机械性能的测定等实验研究十分方便，还可以在粉碎以后经固结成型制成大块材料或工件。同时所需设备比较简单，工艺过程容易控制，具有很高的连续生产速度，因而已经在快速凝固合金的实际生产中得到应用。但不同的实验设备、条件和合金所对应的具体工艺参数应有所不同，方能保证完整连续条带的制备。