针对 AZ31B 镁合金与 304 不锈钢物理化学性能差异大、直接电阻点焊易产生裂纹、缩孔及界面结合强度低等问题，本文引入 AlCrCuFeNi 与 FeCoNiCrMn 两种高熵合金（HEA）作为中间层，系统研究其对 Mg / 钢电阻点焊接头宏观形貌、界面微观组织、物相组成及力学性能的影响，揭示高熵合金中间层的强化机制与断裂行为，为轻量化异种材料连接提供理论依据与技术支撑。
01 引言
母材：1 mm 厚 AZ31B 镁合金、1 mm 厚 304 不锈钢
中间层：AlCrCuFeNi、FeCoNiCrMn 高熵合金粉末
试样尺寸：100 mm×20 mm×1 mm，搭接长度 20 mm
焊接电流：20.7 kA
焊接时间：25 周波
电极压力：6.7 kN
中间层厚度：0.5 mm
金相显微镜（OM）：宏观组织观察
扫描电镜（SEM）+ 能谱（EDS）：界面微观形貌与元素分布
X 射线衍射（XRD）：物相组成分析
万能拉伸试验机：拉剪载荷测试，拉伸速率 0.2 mm/min
无中间层：镁侧熔核存在明显缩孔与裂纹，界面结合不良
AlCrCuFeNi 中间层：局部出现金属挤出，过渡区连续性一般
FeCoNiCrMn 中间层：接头成形良好，无裂纹、无气孔，形成连续稳定过渡区
无中间层：约 4.283 kN
AlCrCuFeNi 中间层：提升24.4%
FeCoNiCrMn 中间层：提升51%，峰值达6.515 kN
无中间层：界面脆性沿晶断裂，断口平整
AlCrCuFeNi：韧脆混合断裂，断裂于镁合金母材
FeCoNiCrMn：典型纽扣状断裂，界面结合强度高于母材，为电阻点焊理想断裂模式
缺陷抑制：FeCoNiCrMn 与不锈钢相容性优异，缓解热膨胀失配，降低凝固应力，抑制裂纹与缩孔。
界面调控：促进元素互扩散，形成致密过渡层与 (Fe,Ni) 固溶体，提升界面结合强度。
组织优化：生成稳定 Fe₄Al₁₃化合物层，避免脆性相过度生长，改善接头力学性能。
引入高熵合金中间层可显著改善 Mg / 钢电阻点焊成形质量，FeCoNiCrMn 中间层可实现无缺陷焊接。
FeCoNiCrMn 中间层使接头拉剪性能提升51%，强化效果优于 AlCrCuFeNi。
接头界面形成稳定多层组织，断裂模式为纽扣状韧脆混合断裂，界面强度高于母材。
该研究为镁 / 钢异种材料轻量化连接提供了可行的高熵合金中间层方案与理论支撑。
图 5 有无添加高熵合金中间层的镁 / 钢点焊接头不同区域显微组织：(a)–(c) 直接焊接；(d)–(f) 添加 AlCrCuFeNi 中间层；(g)–(i) 添加 FeCoNiCrMn 中间层。
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原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2025.08.001
