王 冲，郭恩宇，王同敏

(大连理工大学材料科学与工程学院 辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室，辽宁 大连 116024)

1 前 言

镁合金是可大规模工程应用的最轻的金属结构材料，其密度约为1.8 g/cm3，仅为铁的1/4，铝的2/3[1]。此外，镁合金具有高比强度和比刚度、良好的阻尼能力和生物兼容性，已广泛应用于航空航天、国防、交通、3C等重要领域[1, 2]。

大多数镁合金部件的制备需要经历铸造成型和后续的变形加工(对变形镁合金而言)，期间涉及复杂的物理化学反应和组织转变。例如，初始铸造过程的凝固组织转变及铸造缺陷的形成和分布直接影响铸态工件的性能，并对材料的后续加工产生重要影响。此外，镁合金在实际服役中，服役环境复杂，如承受复杂载荷、高温和腐蚀等环境。一旦发生失效，往往造成重大生命和财产损失，如镁合金制备的汽车发动机缸体，若服役过程中缸体破裂，极易导致车毁人亡的悲剧。深入探究镁合金制备过程中的组织演变机理，并对材料在复杂服役环境下的微结构演化和损伤机制开展研究，是优化成分和工艺参数从而提高材料性能的关键。

镁合金材料制备与服役过程中的组织演变过程表征是研发材料的重要基础。目前，材料组织结构的主要表征手段有光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线衍射仪等，这些表征手段虽能较为系统地表征材料的组织，但也存在各自的局限性。例如，在组织结构三维表征上，SEM/TEM序列层切技术(SEM/TEM-FIB)虽能表征材料三维组织，但是该方法具有破坏性，表征的区域相对较小，且在电镜中嵌套具有复杂样品环境的原位装置难度较大；……