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耐热镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、导热性好、抗蠕变性能好等特点,在航空、航天、汽车等众多工业领域中具有重要的使用价值和广阔的应用前景。与Mg-RE合金系相比Mg-Bi合金,由于Mg3Bi2相熔点为821℃,具有很好的热稳定性和抗蠕变性能,同时金属Bi无毒,被称为“绿色金属”,因此Mg-Bi合金具有开发高性能新型镁合金的的潜力。本文采用挤压铸造和挤压变形工艺制备了Mg-Bi二元合金,合金元素Bi的添加量分别为2wt.%、4wt.%、6wt.%、8wt.%、10wt.%、12wt.%、14wt.%、16wt.%。通过金相显微镜、X-射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和室温拉伸性能测试等手段,分析研究了铸态、热挤压态及热处理态Mg-Bi合金的显微组织、相组成及力学性能。研究结果表明:铸态、挤压态及热处理态Mg-Bi合金均由α-Mg和Mg3Bi2两相组成;铸态Mg-Bi合金随着Bi含量的增加,延伸率逐渐降低,抗拉强度逐渐增加,当Bi含量达10wt.%以上,抗拉强度降低;Mg-Bi合金铸锭经450℃、3h保温,挤压比为12.76热挤压后,合金发生了动态再结晶,形成细小的再结晶等轴晶晶粒,合金力学性能明显提高,随Bi含量的增加,抗拉强度与延伸率均逐渐增加,当Bi含量达12wt.%时,抗拉强度为219.68MPa,延伸率为13.43%,Bi含量继续增加,合金抗拉强度及延伸率呈下降趋势;挤压态Mg-Bi合金的力学性能是晶粒细化与Mg3Bi2相综合作用的结果,当Bi含量大于12wt.%后,由于形成较多粗大的Mg3Bi2相是导致合金力学性能下降的主要原因。挤压铸造Mg-6Bi合金热处理工艺为:固溶处理加热530℃保温32h,时效处理加热160℃保温40h;与原始铸态合金相比Mg-6Bi合金经530℃固溶32h+160℃时效40h后,合金力学性能得到明显提高;挤压铸造Mg-6Bi合金经温度530℃、保温32h挤压后Mg3Bi2相均匀弥散分布于合金基体中。