复合强化可提高镁合金强度和耐磨性

在保持镁合金轻质优势的同时，镁合金的强度和耐磨性还可以通过同SiC、Al₂O₃或石墨等增强相的复合而得到进一步的提高。目前镁基复合材料的制备通常是将SiC、Al₂O₃或石墨的粉末、纤维或晶须加入熔融的镁合金中采用压铸或挤压铸造等方法。由于镁合金易与陶瓷增强相表面的氧和氮反应，因此陶瓷增强相同基体镁合金之间的润湿性好，特别是SiC可与镁反应生成Mg₂Si，更有利于提高与基体镁合金之间的润湿性，这也是与铝基复合材料相比，镁基复合材料所具有的一个重要优点。

镁基复合材料具有比镁合金高得多的力学性能。例如，通过挤压铸造方法制备的Al₂O₃纤维的体积分数φ（Al₂O₃）=16%的镁合金AZ91复合材料在180℃的疲劳极限比原来提高了1倍。当φ（Al₂O₃）=30%时，其弹性模量也增加1倍。然而当Al₂O₃纤维体积分数减少至10%～15%以上时，其塑性和断裂韧度急剧降低。对φ（Al₂O₃）=20%的镁合金AZ91的复合材料Al₂O₃/AZ91与基体材料AZ91的抗蠕变性能对比试验显示，在150～200℃和恒定的应力下复合材料Al₂O₃/AZ91的最小蠕变速率相当于AZ91的1/2～1/3，蠕变寿命提高了1倍。镁基复合材料的基体不仅可以用铸造镁合金，也可以用锻造镁合金来制备，表2-16是用挤压镁合金AZ31为基体的SiC晶须增强复合材料的力学性能指标，可见随SiC晶须含量的增加，材料的弹性模量和强度增加，但断后伸长率降低。

表2-16 SiC晶须对镁基复合材料SiC/AZ31力学性能的影响(www.xing528.com)

由挤压铸造方法制备的含φ（SiC）=20%晶须的镁基复合材料SiC_w/AZ91D（下标w指晶须），经410℃、2h固溶处理后在热水中淬火，接着进行170℃、5h的回火处理，试样的抗拉强度达到392MPa，弹性模量升高至78GPa，但合金的脆性增加。