与其他结构材料相比，镁合金的密度较低、比强度、比刚度和阻尼性能较高，还具有较好的可加工性，在汽车和航空航天等领域有广阔的应用前景[1~4]
但是，镁合金的工作温度高于120℃时抗蠕变性能和强度开始降低[5]
Si在Mg中的最大溶解度只有0.003%
在Mg中添加Si元素则Si原子与Mg原子能生成金属间化合物Mg2Si[6,7]
Mg2Si是一种高熔点(1085℃)、高硬度(4.5×105 N·m-3)、高弹性模量(120 GPa)、低密度(1.99×103 kg·m-3)和低热膨胀系数(7.5×10-6 K-1)的镁合金强化相[8~11]
因此，镁高硅合金作为结构材料有很大的发展潜力
使用传统的铸造工艺并添加较高浓度的Si，则Mg2Si相会长成粗大树枝状反而使材料的力学性能降低[12]；但是Si的添加量过低则对镁合金高温性能的影响较小
使用热挤压[13,14]、快速凝固[15]、定向凝固[16,17]、熔体过热处理[18]和机械合金化[19]等加工技术可细化镁硅合金的微观组织，使其力学性能提高
但是，使用这些加工技术会提高成本，较实用的工艺是变质处理
地壳中铝、硅元素的含量较高，因此Mg-Al-Si合金的成本较低
同时，铝的熔点与镁熔点相近，使Mg-Al-Si合金的铸造性能和再生性能较好
AS(包括AS41和AS21)耐热压铸合金的高温蠕变性能优于AZ和AM系列合金，但是在铝含量较低的合金中Mg2Si相呈粗大的汉字形，使其强度和韧性大大降低
因此，提高Mg-Al-Si合金的铝含量有助于改善强化相Mg2Si的形貌，从而使其性能提高
在Mg-5Si合金中加入0.5%的La元素可有效变质合金中的Mg2Si，使其尺寸小于25 μm，但是La添加量超过0.8%则使Mg2Si相过度变质[20]
王浩等[21]报道，在Mg-5Si合金中添加Ce元素也能细化Mg2Si相
基于相似的机理，可对Al-Mg-Si合金进行变质处理，加入混合稀土[22]、钠盐[23]和Sr[24]细化Al-Mg-Si合金中的Mg2Si相
童文辉等[25]报道，在Mg-Si-Zn合金中复合添加Ca、Y能有效细化合金中的Mg2Si
复合添加Ca、Y比只添加Ca使合金的硬度提高10%，但是复合添加元素的量较大则使成本提高
Y与Mg晶体结构相似，Y在Mg中的固溶度最大可达12.47%，是镁合金很好的固溶
声明：
“Y对Mg-14Al-5Si合金性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：范晋平,蒋一锋,裴镖,康文旭
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2025年05月23日 ~ 25日 
