耐熱鎂合金相圖熱力學研究主要包括熱力學計算和實驗研究兩種方法。熱力學計算主要是通過計算軟件進行模擬，包括熱力學平衡計算、相平衡計算、熱力學數(shù)據(jù)擬合等，可以預測耐熱鎂合金的相結構和相變規(guī)律。
實驗研究則是通過實驗手段獲得數(shù)據(jù)，包括熱力學測量、相平衡測量、顯微組織觀察等，可以驗證計算結果和研究耐熱鎂合金的相變機制。
耐熱鎂合金的相圖熱力學研究已經(jīng)取得了很多進展。是相平衡方面的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了耐熱鎂合金的共晶反應、共析反應等平衡狀態(tài)，可以為制備合金提供科學依據(jù)。
例如，針對鎂鋁合金的熱力學研究表明，該合金在700℃以下為單相固溶體，而在700-780℃范圍內會出現(xiàn)共晶反應，共存α-Mg相和Al-Mg相，隨著溫度升高，共晶相的比例逐漸增大，直至780℃以上完全轉變?yōu)楣簿ЫM織。
未來，相圖熱力學的研究還需進一步加強，結合材料物理和化學等方面的研究，深入探究耐熱鎂合金相結構和相變規(guī)律，為耐熱鎂合金的開發(fā)和應用提供更加深入的理論基礎。
耐熱鎂合金是一種具有高溫性能的金屬材料，因其輕量、高強度、高耐熱性、低密度等優(yōu)點而廣泛應用于航空航天、汽車、電子、船舶等領域。
在航空航天領域，耐熱鎂合金主要用于制造發(fā)動機部件、航空發(fā)電機等。由于耐熱鎂合金具有高溫強度、耐腐蝕性好、密度低等優(yōu)點，可以提高發(fā)動機的工作效率，降低重量，使得航空器的綜合性能得到顯著提高。
上世紀三十年代發(fā)現(xiàn)稀土元素（Ce）可以提高鎂合金的強度，隨后在傳統(tǒng)壓鑄Mg-Al系的基礎上發(fā)展了Mg-Al-RE，但到本世紀初，綜合性能好的AE42合金的服役溫度仍低于150 oC。為了能在耐熱性能方面有所突破，研究者們開始開發(fā)新的體系。但壓鑄鎂合金開發(fā)的難點在于要求合金體系具有良好的鑄造性能，且合金在鑄態(tài)不經(jīng)熱處理時要獲得更好的高溫力學性能。
Moreno等在Mg-Al系外開發(fā)出了Mg-RE系鎂合金，并成功制備MEZ (Mg-2.5RE-0.35Z)等合金。相比于AE42，MEZ在更高溫度、更高應力 (175 oC, 80~100 MPa)條件下具有更高的蠕變抗力。隨后在對MEZ合金的研究中發(fā)現(xiàn)，不同的RE元素（如La, Ce, Nd）由于固溶度不同，對合金蠕變性能的影響也不同。Nd元素由于固溶度較大，在蠕變過程中形成了彌散的動態(tài)析出相而提升了合金的蠕變性能?；诖?，在MEZ的基礎上通過添加一定的Nd得到了AM-HP2+(Mg-La-Ce-Nd-Zn)合金，該合金在150 ~200 oC具有更優(yōu)的蠕變性能，但是，這兩種合金的塑性和強度較低，因此并未得到應用。
隨著AE系合金性能提升瓶頸的出現(xiàn)以及相關基礎理論的完善， Mg-RE體系的壓鑄耐熱鎂合金再次被研究者們關注。MURAYAMA的研究表明，HCP結構的鎂合金比FCC結構的鋁合金的抗蠕變潛力更高，但實際發(fā)現(xiàn)鎂合金的抗蠕變性能普遍要比鋁合金差，因此認為Mg-Al系鎂合金抗蠕變性能差是由合金中的Al元素導致的。其次，Mg-Al系室溫或高溫下難以避免的出現(xiàn)Mg17Al12低熔點相也抑制了Mg-Al合金的服役溫度。此外，溫度升高時Al在Mg中擴散速率快，大大促進了蠕變的發(fā)生，壓鑄Mg-Al合金的發(fā)展遇到了瓶頸，難以突破175 oC。
后來，GAVRAS[56]成功制備了一系列Mg-La系鎂合金，在Mg-La的基礎上分別添加Nd、Y和Gd，結果表明，含Y和Gd更有利于蠕變性能的提升。HUA[4]在Mg-La系的基礎上，通過添加Y以提高塑性，Zn以提高鑄造性能而得到了ZLaW423 (Mg-4Zn-2.3La-2.7Y)壓鑄合金，該合金通過晶界相的連通而分散了Mg基體的受力，使合金獲得了較高的壓縮性能。由于壓鑄鎂合金沒有明顯的織構，因此認為壓縮與拉伸狀態(tài)下合金的屈服強度沒有明顯的區(qū)別。Bai等成功制備了含網(wǎng)狀LPSO相的Mg-Y-Zn合金，相比于AE44，室溫下具有更的性能，200 oC高溫拉伸性能與蠕變性能尚待報道。
表8是典型壓鑄Mg-RE合金的高溫拉伸(ZLaW423為壓縮)性能與蠕變性能?？梢钥闯觯湫偷腁M-HP2+合金屈服強度隨溫度變化小，約為7%，說明了該合金組織穩(wěn)定性好，同時相比于AE44具有更高的蠕變抗力。Mg-0.48La-1.18Y合金的蠕變性能與AM-HP2+相當，177 oC時的強度更高。ZLaW423合金壓縮屈服強度較高，但由于缺少拉伸與蠕變性能，因此還需要進一步的探究才能進行更全面的對比。但典型AM-HP2+合金室溫強度及各溫度下伸長率相比于AE44明顯偏低，因此基于Mg-RE系的研究需要在保持其良好蠕變性能的同時提升其強度及塑性。
壓鑄耐熱鎂合金經(jīng)歷了從Mg-Al系到Mg-RE系的發(fā)展。Mg-Al系合金具有良好的鑄造性能和室溫力學性能，以AZ和AM系為主的合金一直是商用壓鑄鎂合金的，因此壓鑄耐熱鎂合金的發(fā)展也是以Mg-Al系為基礎。AZ和AM系列合金室溫下的主要強化相Mg17Al12在120 oC以上會粗化軟化，因此AZ及AM系列合金的使用溫度低于120 oC?；贛g-Al系壓鑄耐熱鎂合金的發(fā)展思路是減少或抑制低熔點相Mg17Al12的形成，同時生成其他熱穩(wěn)定性良好的晶界第二相以釘扎晶界。經(jīng)過大量的研究，Mg-Al系中添加Si、Ca、Sr元素可以抑制Mg17Al12的生成，同時形成熱穩(wěn)定性良好的Mg2Si、Al2Ca、Al4Sr等晶界相釘扎晶界，提升合金的使用溫度。但當溫度150 oC時，這些合金系中再次析出Mg17Al12而惡化其高溫力學性能。Mg-Al中添加RE元素使得壓鑄耐熱鎂合金的發(fā)展取得一定的突破，典型合金AE44中生成熱穩(wěn)定性良好的Al11RE3，一方面消耗Al以抑制Mg17Al12的生成，另一方面Al11RE3具有良好的熱穩(wěn)定性，使得AE44合金的服役溫度達到175 oC。當溫度175 oC時，其拉伸性能和蠕變性能惡化，目前原因尚存在爭議。Mg-Al系由于Al的存在而容易生成低熔點相，同時Al在Mg中快的擴散速率加快蠕變的發(fā)生，因此壓鑄耐熱鎂合金的發(fā)展在Mg-RE系內進行了嘗試。目前嘗試開發(fā)的Mg-RE合金均不含低熔點相，具有良好的組織穩(wěn)定性，因而蠕變性能有所提升，但強度和塑性等綜合性能尚不能與AE44抗衡。
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