新型Mg-Nd-Sr-Zr镁合金时效过程第二相析出的研究(3)
（4） 在航空航天领域的发展
镁合金在航空航天业也被广泛应用，由于这一行业对材料的使用要求极其苛刻，使得具有良好综合性能的镁合金材料在这一行业变成必不可少的材料之一。由于镁合金材料本身质量轻，相比于其他各个合金，使其能够为各类飞机节省极其庞大的燃油费以及能够极大限度的减少飞机本身的重量。比起传统的金属合金材料，战斗机节省的燃油费是飞机的10倍，是汽车的1000倍之多。在如今资源日益匮乏的今天，镁合金对航空航天和地球做出了不少的贡献，它能提高战斗飞机的战斗能力，使得其能够更快速敏捷。它能使得汽车载重增大，大大节省燃油成本[10]。
镁合金的发展十分迅猛。在能源危机后，人们对于汽车的制造要求也更加高了，其中节能环保的要求尤其突出，因此发达国家对镁材料的研究也更加的重视，在上世纪八十年代，高纯镁合金的成功研发解决了镁的耐蚀性，同时也解决了其制造的难度。因此，镁合金的需求快速增长、应用的更广泛导致其镁价格上涨迅速。在上世纪九十年代，我国开始投入镁产业，使其在短短几年得到飞速发展，使其在产业中的地位骤然上升。再加上其优良的综合性能和人类对产品，环境，生活质量的高要求，使其备受人类的重视与青睐[11,12]。
然而，随着科学技术的飞速发展，对上述各行各业提出了更高的要求，镁合金存在强度不高，耐高温性能较差等缺陷，使得其难以在一些关键零部件，比如发动机中使用，使得镁合金的受用范围缩小，所以对新型镁合金的开发与研究一直是一个重要的方向。本次实验新型镁合金中主要含有几种稀土元素，为Nd，Sr, Zr元素，不同稀土元素的加入会导致性能的变化，特别是加入一些合金元素会影响到第二相析出的强化效果，因此很有必要探讨该镁合金的各种强化方式，尤其是时效过程中的第二相析出。
1.2 镁合金的强化方式
强度通常是指金属材料在承受外加载荷后，抵抗变形和发生断裂的能力。提高强度我们可以用两种方法。其中一种是使其晶体内部位错和缺陷完全消除，但是一旦产生位错，强度将大幅度降低，极其不稳定。因此，这种方法极少使用。另外一种是在晶体内部产生大量缺陷，使得位错运动受到阻碍，从而提高其强度。
镁及镁合金强度不高，耐高温性能差，使其使用范围缩小。因此，我们可以采取上述方法的第二种对其进行强化。比如用合适的热处理工艺，对其进行晶粒细化、以及合金化。通常，镁合金的强化方式有以下几种：固溶强化、析出强化、弥散强化以及细晶强化。
1.2.1 固溶强化
固溶强化的机理是在基体金属中溶入合金元素，并使其完全溶解。在晶格上的基体金属原子被溶质原子所置换，从而使合金强化。这样的强化效果是因为晶格与位错发生畸变从而使其强化。固溶体浓度、合金组元与基体金属的原子尺寸的差异都会影响固溶强化[13,14]。
固溶处理就是将合金在合适的高温下保温合适的时间，让过饱和固溶体溶解，再用水冷等快冷方法使过饱和固溶体能够在低温下得以保留，为随后的时效处理创造必要的条件。时效处理是在合适的较低温下保温一定时间，使合金的过饱和固溶体能够沉淀析出，得到改善其合金性能的析出相，从而使合金强化，提升其性能。
通常情况下，当合金固溶处理后，如果其第二相残留下来越少，那么说明溶质元素在过饱和固溶体里面的含量也就越高，使得合金在合适的固溶和时效处理后，它的力学性能得到提高。不过，固溶温度也不易过高，如果它超过了非平衡结晶条件下共晶熔化温度，那么将会使得过烧。热处理工艺后它的力学性能不但不会提升，还会有所下降。