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镁及其合金是最轻的金属结构材料,具有比强度、比刚度高,阻尼性能好,屏蔽电磁干扰能力强,压铸性能优良等优点,近年来已成为汽车、电子行业首选的轻质材料。目前工业上应用的大多数镁合金,在服役温度超过125℃时强度和抗蠕变性能都迅速下降,大大限制了镁合金的应用范围。研究人员为了解决这一问题,尝试开发了稀土镁合金。然而稀土元素相对稀缺,价格昂贵,限制了它的普遍应用。于是学者们便将目光投向了高温性能优良而又价格相对便宜的Si元素。Si元素加入镁合金中会形成高温强化相Mg2Si,然而铸态时Mg2Si相往往显示为粗大的汉字状和长条状枝晶,棱角尖锐,极易割裂基体,降低了材料的力学性能,从而限制了它的应用。等通道挤压通过产生大的剪切变形,可以有效细化合金基体和第二相,从而达到提高强度和塑性的目的。据此,本课题对ZK31镁合金和ZK60镁合金加入不同含量的Si元素以及ECAP挤压不同道次后试样的高温蠕变性能进行了研究,以寻求通过ECAP技术能够大幅提高含有Si元素的ZK镁合金的高温蠕变性能的方法。研究结果表明,试样经过ECAP挤压后,基体晶粒显著细化,而且粗大的汉字状或长条状Mg2Si明显破碎并且弥散地分布于合金中,提高了合金的室温力学性能以及高温蠕变性能。含有si元素的ZK31镁合金和ZK60镁合金经等通道转角挤压4道次后,α-Mg基体得到显著细化,粗大汉字状或长条状的Mg2Si相也被破碎,并趋于弥散分布在合金中。挤压8道次的试样晶粒大小更加均匀,Mg2Si相也更为弥散地分布。Mg2Si相的破碎及弥散分布使其强化作用得到充分发挥,最终提高了试样的室温力学性能以及高温蠕变性能。ZK31镁合金中加入5%Si的时候,由于合金中含的Si元素过多,在合金中形成了大块状的Mg2Si, ECAP对其效果也不明显,合金的性能提高不理想。ZK镁合金中加入一定量的Si元素,再经过适当道次和次数的等通道转角挤压,不仅将Si元素过量对基体产生的割裂作用消除,还由于Mg2Si相与镁基体点阵常数的错配程度较小,而且熔点较高,使合金的高温蠕变性能得到显著的提高。对于高温蠕变性能来说,ZK60+4%Si镁合金要比ZK31+2%Si镁合金和ZK31+4%Si镁合金的性能稍好,ECAP挤压后蠕变时间的延长和稳态蠕变速率的降低都比ZK31+2%Si镁合金和ZK31+4%Si镁合金的更为显著,这得益于合金中Zn元素含量的提高。另外,我们对ZK31+4%si镁合金和ZK60+4%Si镁合金ECAP4道次和8道次后试样的蠕变机制进行了讨论,结果认为这几种试样的蠕变机制均为位错蠕变机制。