半固态注射成型（thixomolding）工艺，作为镁合金绿色制造的新星，正逐步在3C产品、新能源汽车等领域绽放光彩。该工艺通过加热金属至半固态，利用剪切力破坏树枝晶，确保液相中初生固相以近球形、等轴状且细小的形态均匀分布，再通过高速凝固获得细晶材料。相较于传统压铸，半固态注射成型不仅加热温度更低，还无需保护气体，节能与环保效果显著。

近期，上海交通大学曾小勤教授团队携手伯乐智能装备股份有限公司，针对AZ91D镁合金的半固态注射成型工艺展开了深入研究。研究团队利用伯乐智能的MTX300E设备，在580℃至640℃的温度范围内，分析了不同注射温度下镁合金的微观组织特征与强塑性机制。

研究团队用伯乐智能MTX300E设备，在580℃-640℃间选7种温度制备样品。结果显示，注射温度越高，固相率越低，流动性越好。580℃时固相率43.8%，610℃降至5.1%。虽液态流动性更佳，但半固态因避免传统压铸的不利影响，在某些制造中更具优势。

镁合金屈服强度随注射温度提高而增高，抗拉强度和延伸率先增后减。620℃时综合性能最佳，屈服强度170MPa，抗拉强度273MPa，延伸率7.2%。半固态AZ91D合金由多层级胞状组织构成，高强度源于细小晶粒。液相区晶粒约5μm，提供细晶强化。组织均匀，无各向异性。

高分辨XCT技术研究显示，低注射温度时，高固相率导致触变特性，孔隙形成与初生固相比例相关，过多固相致孔隙填充差，易产生细长撕裂缺陷。高注射温度时，样品出现缺陷带，含大量不规则孔隙。640℃时独立孔隙最多。620℃下AZ91D合金主要缺陷为缩孔。

最终，通过全场晶体塑性仿真，分析了AZ91D合金（含多层级胞状组织）的微观变形。初始粗晶无论软硬取向均不承受高应力，固相率增高导致合金强度下降，但适量初始粗晶有利于增强塑性。

本研究系统探究了半固态注射成型AZ91D镁合金的显微组织特征与力学性能，阐明了工艺参数与材料性能之间的构效关系，为该技术在工业应用中的工艺优化与性能提升提供了理论依据和实践指导。

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