Al2Y-TiB2双尺度颗粒增强Mg-5Y-0.6La复合材料的高温力学性能突破与机制解析

（编辑推荐）本研究通过引入微米/纳米Al2Y和纳米TiB2双尺度颗粒，显著提升Mg-5Y-0.6La合金在298-623K宽温域下的强度（UTS达230MPa@573K）与延展性。创新性揭示了颗粒钉扎晶界（GB pinning）、Y/La/Al共偏析及双峰微观结构的协同强化机制，为低稀土（RE）含量镁基复合材料在航空航天高温部件应用提供重要理论依据。

　　

Highlight

Al₂Y-TiB₂/Mg-5Y-0.6La复合材料展现出惊人的高温性能突破！在573K下极限抗拉强度（UTS）从193MPa飙升至230MPa，甚至超越许多高稀土（RE）含量的镁合金。秘密武器？微米/纳米Al₂Y和纳米TiB₂颗粒组成的"双尺度防御网"——它们像微型铆钉般锁定晶界（GB pinning），配合Y/La/Al元素的"团队协作"（co-segregation），再加上3.5μm超细晶粒构成的"双峰结构"，共同打造出高温下的超级镁合金。

Results and discussion

图2数据亮眼：含3.71wt.% Al₂Y和0.6wt.% TiB₂的4WE51复合材料在298K时屈服强度（YS）提升52MPa，高温表现更惊艳——623K下仍保持171MPa的YS，足以叫板某些耐热铝合金！透射电镜（TEM）捕捉到纳米TiB₂颗粒在晶界处跳"机械舞"（钉扎效应），而Al₂Y颗粒则像"温度保险丝"般抑制Mg₂₄Y₅相的长大。这种"双粒子战术"使材料在高温下仍保持"青春活力"（抑制Ostwald熟化）。

Conclusions

这项研究成功解锁了低稀土（5.6wt.% RE）镁合金的高温强化密码。Al₂Y-TiB₂颗粒组合不仅创造了573K下230MPa的UTS佳绩，更在623K高温"烤验"中展现192MPa的优异表现。这种"一石三鸟"策略（晶粒细化+相调控+元素偏析）为航天发动机壳体等高温部件提供了极具性价比的材料解决方案，未来或将成为镁合金进军高温应用领域的"游戏规则改变者"。