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轻量化、多功能性与环保回收已成为新时代发展的显著趋势,镁合金因具有低比重、高比强度和比刚性、良好电磁波遮蔽性及易于回收再生率等优点,已逐渐被运用于各领域制品上。但由于镁合金具有较宽的凝固区间,且其铸造件的结构越来越复杂。所以要扩大镁合金在实际生产中的应用范围,研究镁合金的热裂机理并降低其热裂敏感性就成为需要解决的首要任务。本文基于Clyne-Davies理论模型,对Mg-Zn-Cu-Y系合金的热裂敏感性进行预测。分别研究了Mg-6Zn-1Cu-xY-0.6Zr(x=0,1,2,3,6wt.%)合金中Y含量变化对合金热裂敏感性的影响以及Mg-4.5Zn-x Cu-6Y-0.6Zr(x=0,1,2,3wt.%)合金中Cu含量变化对合金热裂敏感性的影响。主要研究了加入不同含量的Y与Cu元素后,合金的显微结构、凝固路径的特征、枝晶相干点温度的变化及对Mg-Zn-Cu-Y系合金的热裂敏感性的影响规律。本文采用双热电偶测试方法采集凝固过程中加入不同含量的Y和Cu元素的Mg-Zn-Cu-Y系合金特征参数;采用“T”型热裂模具测试系统对添加了不同元素含量的Mg-Zn-Cu-Y系合金的凝固收缩应力随凝固温度的变化曲线进行采集,用来研究镁合金凝固过程中热裂纹产生的具体时间节点进而分析热裂的出现和扩展机制;采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对Mg-6Zn-1Cu-x Y-0.6Zr(x=0,1,2,3,6wt.%)合金和Mg-4.5Zn-x Cu-6Y-0.6Zr(x=0,1,2,3wt.%)合金的显微组织和断口地区的微观形貌进行观察。研究不同Y、Cu元素含量的Mg-Zn-Cu-Y系合金在晶界处析出的第二相种类和数量,晶粒的尺寸变化,合金的凝固路径,枝晶搭接温度的变化对合金热裂敏感性的影响。研究结果表明:随着Y元素的加入,枝晶搭接温度明显下降,从不含Y元素时的619℃下降到600℃左右。通常较低的枝晶干涉温度是因为产生的树枝状晶臂较短而导致的枝晶搭接时间较晚。而合金细小的等轴晶粒更有利于枝晶间的补缩。而后通过对晶粒尺寸测量,随着Y含量从0 wt.%增加到6.0wt.%,合金的平均晶粒尺寸从79.5μm减小到40.3μm,也验证了这一点。而且通过对裂纹处的显微观察我们可以发现,随着Y含量的不断提高,合金凝固后期可以进行自由补缩的液相含量也明显增多,通过EDS能谱分析发现,残余液相中存在大量Y元素,这也可以证明Y元素的加入可以有效降低合金的热裂敏感性。对于Mg-4.5Zn-xCu-6Y-0.6Zr(x=0,1,2,3wt.%)合金,Cu元素含量的增加改变了第二相的类别和析出数量。LPSO相可以钉扎晶界但补缩能力不足,随着Cu的加入LPSO相消失,出现了补缩能力较强的W相(Mg3Zn3Y2)和Mg3(ZnCu)3Y2相。还有与α-Mg基体共格的准晶相I相(Mg3YZn6)。使合金不但拥有良好的补缩能力还有很好的晶间强度。使合金热裂倾向性大大降低。