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镁合金具有密度小、比刚度大、比强度高、减震性能好等诸多优点,人们企望镁合金在汽车、电子、国防军工、航空、航天、家电等领域得到日益广泛的应用。但实际应用中,镁合金还存在强韧性差,耐蚀性差等缺点。本实验采用压力凝固,力求改善镁合金的组织并提高镁合金的力学性能。实验过程中,通过改变施加在镁合金液(AZ31和AZ81)及其凝固过程的压力条件(常压、静压、离心压力),研究不同压力条件下的AZ31和AZ81镁合金凝固组织和性能的变化,分析压力条件对凝固的组织形貌、力学性能的影响行为,探讨了不同压力条件下组织中各相演变的特征及机理。实验结果表明:镁合金凝固过程中随着压力由常压→液体金属附加压头加压(简称静压)→离心加压依次增大,获得的铸锭组织具有以下特征:对于AZ31、AZ81两种凝固组织均有不同程度细化,其凝固析出的非平衡第二相β-Mg17Al12也相应减少。AZ31第二相沿晶界的形态分布由常压的网状到静压的不连续细线状再到离心压力的弥散细小颗粒状;常压下平均晶粒尺寸70.64um,压力增大到静压、离心压力条件下,平均晶粒尺寸分别减小到61.49 um,47.59um;第二相β-Mg17A112的体积分数为常压25.89%,静压11.74%,离心压力4.37%。AZ81常压第二相呈粗大网状,静压第二相形态由细线状和晶界周围小块状组成,最后在离心压力下凝固,第二相呈弥散颗粒;常压下平均晶粒尺寸71.85um,减小到静压63.05 um,离心加压52.81um;第二相β-Mg17A112的体积分数为常压31.28%,静压12.78%,离心压力6.96%。同等压力条件下,AZ8171.85um,减小到静压63.05 um,离心加压52.81um;第二相β-Mg17A112的体积分数为常压31.28%,静压12.78%,离心压力6.96%。同等压力条件下,AZ81的第二相析出量比AZ31多。分析加压条件对镁合金组织演变影响机理:首先,随着凝固过程压力的增大,合金熔点升高,熔体过冷度增大,形核率提高,使AZ31和AZ81镁合金晶粒随凝固压力增大而细化;其次,压力增大会使Al元素扩散速率降低,固-液界面前沿凝固速度大于溶质Al元素的排出速度,大量Al元素固溶于初生相中,导致合金组织中的第二相析出量减少。随着凝固压力的增加,AZ31及AZ81镁合金强度显著提高,抗拉强度较常压试样提高了一倍左右。AZ31的抗拉强度由常压的112.63MPa提高到离心的215.52MPa,AZ81的抗拉强度由常压的106.51MPa提高到离心的197.45MPa。由于AZ81比AZ31中Al元素的含量多,相同凝固压力下,AZ81凝固组织中析出的第二相比AZ31多,导致AZ31的拉伸性能比AZ81好。加压条件对镁合金性能变化影响的结果表明:压力导致显微组织变化是影响其力学性能的主要原因,镁合金加压凝固后,晶粒细化、固溶强化和第二相析出量减少共同作用使镁合金的拉伸性能显著提高。