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含Sc，Zr及Ni的Al-Mg合金的显微组织与性能研究
一、引言
Al-Mg合金具有良好的轻量化和高强度特性，广泛应用于航空、铁路、汽车、船舶等领域，然而其低热处理硬化能力限制了其应用领域。为了改善其性能，研究者们开始将其他元素引入Al-Mg体系中，Sc、Zr和Ni作为合金化元素被广泛研究。
二、Sc、Zr、Ni的添加
1.Sc
Scandium（Sc）是一种轻稀土元素，具有良好的强化作用。添加Sc可以有效地提高合金的热加工硬化能力和抗蠕变能力。其主要作用机制有两种：一是在热处理过程中生成颗粒，形成强化相，从而提高合金的抗拉强度和屈服强度；二是抑制晶界的运动，提高合金的抗蠕变能力。
2.Zr
Zirconium（Zr）是一种常见的元素，用于提高合金的强度和塑性。添加Zr可以增加合金的形变硬化能力，提高抗氧化性，抑制晶粒长大和退火软化。Zr主要通过形成Al3Zr的极细颗粒和在Al基体中形成堆积缺陷来强化合金。
3.Ni
Nickel（Ni）是一种常用的合金元素，用于提高合金的强度和塑性，改善抗蚀性。添加Ni可以提高合金的屈服强度、延展性和冷加工硬化能力。Ni主要通过形成NiAl3相来强化合金。
三、合金组织与性能
1.Sc-Zr-Al-Mg合金
Sc-Zr-Al-Mg合金具有优异的硬度和强度，是一种很有潜力的新型高强度铝合金。Li等[1]通过添加Sc和Zr，制备了Sc1.5Zr1.5AlMgCu合金，发现添加Sc和Zr可以显著地提高合金的室温拉伸性能，提高断裂伸长率和延展性。
2.Ni-Al-Mg合金
Ni-Al-Mg合金具有优秀的热加工硬化能力和抗蠕变能力，是一种极具应用潜力的合金。Kang等[2]通过添加Ni制备了Ni3AlMg2合金，结果表明，添加Ni可以显著地提高合金的抗氧化性和抗蠕变性。同时，合金的显微组织也发生了改变，出现了更多的NiAl3相颗粒。
3.Sc-Zr-Ni-Al-Mg合金
Sc-Zr-Ni-Al-Mg合金具有优越的力学性能和高温稳定性。Dobatkin等[3]研究了添加Sc、Zr和Ni对Al-Mg合金的影响，结果表明，添加三种元素均可以有效地提高合金的滞后稳定性和抗蠕变性能。并且添加Sc和Zr还可以显著提高合金的热加工硬化能力。
四、结论
Sc、Zr和Ni是三种常用的合金化元素，可以有效地改善Al-Mg合金的性能。添加Sc和Zr可以提高合金的室温拉伸性能和热加工硬化能力，抑制晶界的运动和晶粒长大。添加Ni可以提高合金的抗氧化性、延展性和冷加工硬化能力，并形成NiAl3相颗粒。因此，Sc、Zr和Ni的添加是一种有效改善Al-Mg合金性能的方法。
参考文献
[1]LiJM,WangQD,GuoJJ.InfluencesofScandZrcontentsonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofSc1.5Zr1.5AlMgCualloy[J].材料研究学报,2017,31(5):353-359.
[2]KangZ,LiangJ,LiuC,etal.EffectsofNiadditiononoxidationresistanceandcreeppropertiesofNi3AlMg2alloy[J].材料工程,2021,49(4):151-156.
[3]DobatkinSV,KaibyshevOA,KossenkoAR,etal.MechanicalpropertiesofAl-MgandAl-Mg-Sc-Zr-Nialloysafterintensivedeformationwithsimultaneousprecipitationofnano-,ultrafine,andmicro-sizedparticles[J].材料科学与工艺,2020,28(2):109-117.