【摘 要】
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镁合金由于其质量轻、比强度大、生物相容性良好等优点,在航空航天、汽车、医疗等各种领域都有着非常光明的应用前景,但现有镁合金中常见的添加元素普遍获取困难,且价格不菲。因此,在尽量保证镁合金性能的前提下,最大程度的降低其成本成为现下镁合金研究的重中之重。本课题以Mg-Zn合金为基础,通过调控Zn、Ca、Sr的含量来提高合金的性能,并根据合金的特性,选择对Mg-3Zn-x Ca-y Sr（x=0.1,0
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镁合金由于其质量轻、比强度大、生物相容性良好等优点,在航空航天、汽车、医疗等各种领域都有着非常光明的应用前景,但现有镁合金中常见的添加元素普遍获取困难,且价格不菲。因此,在尽量保证镁合金性能的前提下,最大程度的降低其成本成为现下镁合金研究的重中之重。本课题以Mg-Zn合金为基础,通过调控Zn、Ca、Sr的含量来提高合金的性能,并根据合金的特性,选择对Mg-3Zn-x Ca-y Sr（x=0.1,0.3;y=0.1,0.3）合金进行固溶时效处理,对Mg-x Zn-0.1Ca-0.1Sr（x=1.0,1.5）合金进行轧制变形处理,并分别与铸态对比其强化效果。研究结果表明:铸态Mg-3Zn-0.1Sr合金的显微组织由α-Mg和Mg Zn相组成,Mg Zn相在晶界上主要呈条状分布,在晶内呈颗粒状或短条状分布;加入0.1%Ca后,显微组织细化,Mg-x Zn-0.1Ca-0.1Sr（x=1.0,1.5,3）合金在晶粒内部出现颗粒状的Mg6Ca2Zn3相;当Ca含量增加到0.3%时,在晶界生成Mg2Ca相,使晶界上第二相分布更加连续;Sr含量增加到0.3%时,合金组织进一步细化,并在晶界上生成Mg17Sr2相;而Zn含量的改变对合金晶粒尺寸的影响不大。与铸态Mg-3Zn-x Ca-y Sr（x=0.1,0.3;y=0.1,0.3）合金相比,固溶态合金中α-Mg基体的树枝状形态消失,转变为等轴晶,尺寸更加均匀,大量第二相溶入基体,晶粒有所长大;时效态合金组织析出了颗粒状或短条状第二相,且Mg-3Zn-0.3Ca-0.1Sr和Mg-3Zn-0.1Ca-0.3Sr合金在峰时效以后出现了孪晶组织。Mg-x Zn-0.1Ca-0.1Sr（x=1.0,1.5）合金经轧制变形处理后,晶粒沿轧制方向发生变形,晶粒大小不是很均匀,晶界与晶内第二相的分布与形态没有明显改变。在力学性能方面,铸态合金随着Ca含量的增加,合金的强度和塑性先增大后减小;增加Sr含量可以提高合金塑性;降低Zn含量会显著提高塑性,但强度有所降低。经固溶处理后,除了含0.3%Ca合金之外,Mg-3Zn-x Ca-y Sr（x=0,0.1;y=0.1,0.3）合金的屈服强度都有所提高,且Mg-3Zn-0.1Ca-0.3Sr合金获得了最高的塑性。时效态Mg-3Zn-x Ca-y Sr（x=0.1,0.3;y=0.1,0.3）合金的强度和塑性相较铸态合金均得到了显著改善。其中,Mg-3Zn-0.1Ca-0.3Sr合金的综合力学性能最佳。与铸态合金相比,轧制态Mg-x Zn-0.1Ca-0.1Sr（x=1.0,1.5）合金的强度大幅提高,适当降低Zn含量,可以获得较好的综合力学性能。
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