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镁合金作为最轻的工程结构金属材料,具有比强度高,导热导电性好等优点。但为了保证镁合金的加工成型性能,商业变形镁合金的合金含量通常较低,由于缺乏起到强化作用的第二相,合金的强度往往难以满足需求。另外镁合金的耐腐蚀性能较差也是限制其发展的主要因素之一。为了解决上述问题,本文主要通过成分设计,采用挤压和轧制变形,实现制备具有良好强度和塑性结合的高合金含量镁合金,同时研究其耐腐蚀性能,为拓宽高合金含量变形镁合金的成分设计提供依据。本文重点研究了Sn含量对高合金含量Mg–Al–Zn–x Sn(x=1、2、3 wt.%)合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响,主要结论如下:(1)发现添加Sn元素对挤压AZ64合金具有显著的晶粒细化效果,当Sn含量从0增加到3 wt.%.时,晶粒尺寸从~11μm下降到~4μm,而合金中Mg2Sn和Mg17Al12析出相所占的面积百分比也有所增加。另外,由于Sn元素的添加,当沿挤压方向拉伸时,合金的主导变形方式发生变化,即AZ64合金由基面<>滑移和拉伸孪晶主导,而AZT643合金由锥面<+>滑移主导。(2)随着Sn含量的增加,AZ64-x Sn合金的强度和塑性同时提升;挤压态AZT643合金在室温下表现出良好的强度和塑性结合,其屈服强度为~207 MPa,抗拉强度为~366 MPa,延伸率为~19%;细晶强化、析出强化和高的加工硬化能力是导致高强塑性的主要原因。(3)对挤压态AZ64-x Sn合金预热处理后再进行衬板轧制,发现AZT642合金兼具高强度和高塑性,其抗拉强度可达到~380 MPa,延伸率为~18%。当Sn含量继续升高时,晶粒尺寸粗化,且粗大的Mg2Sn和Mg17Al12第二相(~10μm)易作为裂纹源导致断裂,使合金的强度和塑性下降。(4)与AZ64合金相比较,增加适量的Sn可以提高合金的耐腐蚀性能。其中,Sn含量为2 wt.%的合金具有较好的耐腐蚀性能,腐蚀速率最低。一方面是因为增加适量的Sn元素可以细化合金的晶粒尺寸,增加的晶界能够抑制腐蚀在基体中的传播;另一方面镁基体中固溶的Sn元素提高了镁合金的电位,从而抑制镁基体本身的腐蚀倾向。(5)当Sn含量添加过量(3 wt.%)时,合金的耐腐蚀性能再次下降,点蚀坑的尺寸较大,深度较深,腐蚀朝向基体内部发展。这主要是因为大量的晶界作为阴极与镁基体形成了电偶对;合金中析出的Mg2Sn与Mg17Al12第二相也会为电偶腐蚀提供更多的驱动力,加剧电偶腐蚀。