固態(tài)金屬（包括純金屬和合金）在溫度和壓力變化時，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，稱為固態(tài)轉(zhuǎn)變。金屬中有許多類型的固態(tài)相變，有些金屬在不同的條件下會經(jīng)歷幾種不同類型的相變。例如，奧氏體和鐵素體在鋼鐵中的轉(zhuǎn)變。掌握金屬固態(tài)相變的規(guī)律及影響因素，采取措施控制相變過程，以獲得所需的微觀結(jié)構(gòu)，使其具有預(yù)期的性能。常用的措施包括特定的加熱和冷卻過程，即熱處理。淬火鋼是為了快速冷卻以保持其高溫相，從而達(dá)到預(yù)期的性能。

鎂合金常用的熱處理方法有均勻化退火（擴(kuò)散退火）、固溶（淬火）（T4）、時效（T5）、固溶+時效（T6）、熱水淬火+時效（T61）、應(yīng)力消除退火、完全退火等。以下是簡要介紹：

1、均質(zhì)化退火

    目的是消除鑄件凝固過程中的偏析。那么，晶體的分離是如何形成的呢？在這種情況下，我們需要了解結(jié)晶和凝固過程。圖1是鎂合金相圖中最常見的鎂鋁相圖。

   以AZ61為例，從相圖中可以看出，從液相線開始，熔體開始凝固，成核開始隨溫度下降而增長，在每個溫度下，液體和固體組分對應(yīng)于液相線和固體a的相應(yīng)組成。那個溫度。結(jié)果，晶粒隨著溫度的下降而變得不均勻，即晶體中的偏析。均勻化退火，主要作用是將鑄件加熱到一定溫度，使材料遷移明顯，消除了晶粒內(nèi)的濃度梯度。對于固溶體、時效等熱處理手段，更確切地說，是利用合金元素在基體中的溶解度隨溫度的變化這一特性。

2、固溶處理

    非晶態(tài)基體相變的合金系在室溫下由Aβ、固溶體和第二相組成。當(dāng)合金被加熱到一定溫度時，β相會溶解在基體中，得到單相固溶體，即固溶體。如果合金以足夠大的速率冷卻，合金元素的擴(kuò)散和再分配將被推遲，β相將不成核和生長，β相不會在α固溶體中沉淀，并且因?yàn)榛w固溶體不經(jīng)歷多聚體。冷卻過程中的PHIC轉(zhuǎn)變，合金的室溫微觀結(jié)構(gòu)將是單一的α相。過飽和固溶體是固溶處理。在鎂合金熱處理中，固溶處理可以起到一定的強(qiáng)化作用。對于理想晶體，原子排列在空間晶格中。金屬原子的二維晶格如下所示。

    當(dāng)溶質(zhì)原子進(jìn)入基體時，引起溶劑原子的晶格畸變，改變原子間距離，此時不再是平衡距離R0，因此原子間的合力不為零，原子的勢能不為零。零，導(dǎo)致晶格畸變能，使材料在一定程度上得到強(qiáng)化。

3、時效處理

    其本質(zhì)是脫溶或沉淀。它也是一種有效的鎂合金強(qiáng)化熱處理方法。處方是一種手段。溶解，顧名思義，溶質(zhì)從固溶體和沉淀中溶解。固溶處理后得到的過飽和固溶體為亞穩(wěn)態(tài)過飽和相，具有自發(fā)分解的趨勢。如果在足夠高的溫度下老化，最終會形成平衡的不可溶相。可溶解的β相分散在α相基體中，起到釘扎作用，防止材料中的滑移和孿晶形成，起到增強(qiáng)作用。

4、實(shí)際工作中的熱處理效果。

下表1是我們實(shí)際工作中一些鎂合金擠壓件的典型力學(xué)性能。

   從上表可以看出：（1）純鎂，由于基體中沒有固溶體引起的晶格畸變，沒有固溶體強(qiáng)化引起的晶格畸變能。2)時效處理后，由于β相在α相基體中分散析出，材料的強(qiáng)度得到提高。3)固溶+時效處理后的β相析出更加均勻，即β相在材料中的分布更加均勻，從而進(jìn)一步提高了材料的強(qiáng)度。

5.固溶、時效處理的必要條件 

    在工作中，我們發(fā)現(xiàn)一些鎂合金（如AZ61、AZ80、AZ91等）可以通過固溶、時效等手段進(jìn)行強(qiáng)化，而一些鎂合金（AZ31、AZ40等）則無法通過這些手段進(jìn)行強(qiáng)化。為什么？固溶體和時效強(qiáng)化鎂合金至少應(yīng)滿足以下性能：

1）   例如，鋁元素在鎂基體中的溶解度為5.5%。也就是說，當(dāng)鋁含量小于5.5%時，固溶體和時效處理一般不能起到強(qiáng)化作用。

    2）在該鎂合金中，強(qiáng)化元素在溶劑基體中的溶解度明顯受溫度的影響，即溶解度的溫度敏感性。這可以從合金相圖的相變線的斜率看出。這里沒有更多的細(xì)節(jié)。通過對合金元素溶解度的溫度敏感性的相圖分析，可以從理論上確定合金材料的熱處理工藝，并在實(shí)踐中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚罱K確定合金材料的熱處理工藝。