论文摘要
耐热镁合金在汽车、航空、航天、武器装备等领域具有及其重要的应用价值,开展成本低、高温强度和抗高温蠕变性能优异的新型耐热镁合金的研究工作具有重要的意义。Mg-Zn-Sn-Al系镁合金具有耐热性能优异的特点,通过提高锌含量和降低铝含量,可以消除热稳定性较差的β相对合金产生的不利影响。本文以ZA62合金为基础,通过添加Sn、Ca合金元素来改善合金的耐热性能,研究了Sn、Ca合金元素对ZA62合金组织稳定性的影响,考察了挤压温度及热处理制度对Sn、Ca合金化ZA62镁合金组织与力学性能的影响。得到如下结论:（1）Sn合金化ZA62镁合金主要由α-Mg固溶体、MgZn离异共晶和Mg2Sn三种相组成,该合金在150℃、200℃下退火360h后的显微组织较退火24h稍有粗化,晶内及晶界颗粒状析出相增多。而200℃下的退火组织与150℃下相比晶界析出相明显增加。说明退火温度越高,晶界附近析出相越多。Sn合金化镁合金在150℃下长期退火时硬度在退火196h后保持稳定;而在200℃退火196h后硬度逐渐下降,只有添加0.5%Sn的ZA62合金硬度随退火时间延长保持稳定。说明微量Sn的添加对该系合金的热稳定性有利。（2）Sn、Ca合金化镁合金退火360h后合金相组成较Sn合金化镁合金无任何变化,但其晶界析出相更为细小弥散,且晶内析出增多。说明微量Ca的加入可能具有细化析出相和促进晶内形核的作用。该合金在200℃退火360h后晶界析出相较退火24h后大大增加,其长时间退火过程中硬度曲线出现两个峰值,达到第一个硬度峰值的时间较Sn合金化镁合金缩短,在达到第二个硬度峰值后硬度在较高的水平上保持稳定不变。说明微量Ca的加入可能具有加速MgZn相和Mg2Sn相的析出过程,稳定合金高温组织的作用。（3）Sn、Ca合金化镁合金330℃挤压后,组织基本发生完全动态再结晶。颗粒状MgZn及Mg2Sn相呈一定角度交叠在板条状MgZn相上析出,晶界及二次相周围存在大量位错,对二次相粗化、晶界迁移及位错滑移具有一定的阻碍作用。其抗拉强度为377.5MPa,屈服强度为244.4MPa,延伸率为7.5。挤压态Sn、Ca合金化镁合金经固溶时效处理后,析出相增多且分布较为均匀,屈服强度达到172.5 MPa。