Mg-Sm系镁合金的研究进展

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有广泛的发展潜力,但其强度和塑性比轻质结构材料铝合金低,限制了镁合金的应用。合金化是提高镁合金力学性能的一种有效途径,通过加入适当的合金元素,来改善镁合金的力学性能和成形性能。如常见的ZK系、AZ系等变形镁合金具有优异的成型性能,但由于其室温和高温强度仍然较低,限制了ZK系、AZ系镁合金的适用范围。稀土元素Sm在Mg中有较高的固溶度,且随着温度降低,其固溶度减小,形成了过饱和的固溶体,时效处理后析出耐热性能好的含Sm的析出相,强化Mg基体;因此Mg-Sm系镁合金具有良好的固溶强化和时效硬化响应。采用多元合金化的思路,在Mg-Sm系镁合金中加入Gd、Y、Nd、Zn、Al、Ca等元素,改善合金的显微组织,进一步提高合金的室温和高温力学性能。国内外学者对Mg-Sm系镁合金的时效过程、时效析出相以及力学性能进行了大量的研究,取得了大量的研究成果。本文在总结Mg-Sm系合金的研究成果的基础上,按照不同合金体系系统地介绍了Mg-Sm-Gd系、Mg-Sm-Y系、Mg-Sm-Nd系、Mg-Sm-Zn系、Mg-Sm-Al系和Mg-Sm-Ca系合金在不同热处理状态和成型工艺下的组织和性能,综述了合金化对Mg-Sm系合金显微组织和力学性能的影响,以及Mg-Sm系合金时效析出的研究进展,提出了目前Mg-Sm系合金研究中存在的问题,并对未来的研究工作进行了展望。