要獲得時效強化的有利條件,前提是有一個過飽和固溶體。先加熱到單相固溶體相區內的適當溫度,保溫適當時間,使原組織中的合金元素溶入基體金屬中,形成過飽和固溶體,這個過程就稱為井式爐固溶熱處理。由于合金元素和基體元素的原子半徑和彈性模量的差異,使基體產生點陣畸變。由此產生的應力場將阻礙位錯運動,從而使基體得到強化。臺車爐溶后屈服強度的增加將與加入溶質元素的濃度成二分之一次方比。
根據Hmue-Rothery規則,如果溶劑與溶質原子的半徑之差超過14%~15%,該種溶劑在此種溶質中的固溶度不會很大。而Mg的原子直徑為3.2nm,則 Li,Al,Ti, Cr,Zn,Ge,Yt,Zr,Nb,Mo,Pd,Ti,Pb,Bi等元素可能在Mg中會有顯著的固溶度。另外,若給定元素與Mg的負電性相差很大,例如當Gordy定義的負電性值相差0.4以上(即∣xMg-x∣>0.4)時,也不可能有顯著的固溶度。因為此時Mg和該元素易形成穩定的化合物,而非固溶體。
人工時效
沉淀強化是鎂合金強化(尤指室溫強度)的一個退火爐重要機制。在合金中,當合金元素臺車爐的固溶度隨著溫度的下降而減少時,便可能產生時效強化。將具有這種特征的合金在加熱爐高溫下進行固溶處理,得到不穩定的過飽和固溶體,然后在較低的溫度下進行時效處理,即可產生彌散的沉淀相。滑動位錯與沉淀相相互作用,使屈服強度提高,鎂合金得到強化。