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镁合金是航空、航天及汽车工业中应用较多的一种有色金属,其比重（约1.8）比铝还小,具有比强度和比刚度高,减震能力好以及良好的电磁屏蔽性等优点。镁合金作为一种轻质材料,近年来越来越受到汽车和电子行业的重视。但是普通镁合金在熔炼和浇铸过程中不可避免地要发生剧烈的氧化,甚至燃烧。目前工业生产中通常采用熔剂或气体保护法进行熔炼,也有的同时加入微量的Be减缓其氧化。但是,熔剂保护法和气体保护法致使熔炼工艺及设备复杂化、易产生央杂,并且污染环境;微量的Be亦不能完全阻止镁熔体的氧化燃烧,且Be具有剧毒。 本论文针对以上问题,采用合金化阻燃的方法,研究了Ca对镁合余阻燃和力学性能的影响。AZ91合金是目前工业上应用最为广泛的镁合金,因此以AZ91合金为基体,并添加Y优化表面膜结构及基体组织。主要研究内容及结果如下: （1） 采用热分析法详细研究了Ca、Y对AZ91合金阻燃性能的影响。Ca对AZ91合金的阻燃性能有明显的提高作用,随着Ca含量的增加,AZ91合金的燃点随之提高,通过燃点测试实验得出Ca的百分含量x与相应合金的燃点T之间的关系如下: T=179x+524 由于Y在Mg-Al合金中极易与A1反应,生成Al2Y,使得该合金中存在的单质Y很少（<0.25wt%）,因此,AZ91合金加Y后燃点只能提高10～30℃左右。然而,加入少量的Y（0.15～1wt%）后,AZ9l-xCa合金的燃点达750℃（熔炼温度）所需的最低Ca含量可由1.26wt%降低为1.18wt%左右。 （2） 利用X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM&EDS）和热重分析仪（TGA）研究了AZ91、AZ91-xCa、AZ91-xCa-yY合金的氧化膜组织、结构、阻燃元素的分布及高温氧化动力学。AZ91合金加Ca后表面生成了由MgO、CaO、Al2Ca、MgAl2O4和Mg3N2组成的复合氧化膜,提高了氧化膜的致密度,但是该表面膜较厚且具有脆性,在合金受热变形过程中易发生开裂;在此基础上加入少量Y后,相于对于只加Ca的合金,由于Y2O3的生成使氧化膜的致密度大大提高,合金在高温下生成的氧化膜较薄,并且氧化膜的塑性得到了提高。 （3） 采用光学显微镜、X-射线衍射及扫描电镜研究了Ca和Y对AZ91合西北工业大学工学硕卜学位论文金组织的影响,并通过室温拉伸性能测试考察了合金元素Ca、Y对AZgl合金铸态拉伸性能的影响。AZgl合金中加入1 .0一1 .swt%的Ca后,一方面使p相的数量减小,另一方面使合金的晶粒尺寸减小。因此Ca的加入提高了AZ91合金的强度。在此基础上加入微量的Y,可使合金组织进一步细化。Y与Al反应生成AbY,在晶内和晶界上无规则地弥散分布,强化了合金组织,使合金的抗拉强度进一步提高。但是随着Y量的增加,A12Y相的尺寸增大,·割裂了合金基体从而使抗拉强度降低。本实验得到Y的最佳含量为0.llwt%。 （4）综合考虑合金元素Ca、Y对AZgl合金的阻燃和拉伸性能的影响,得出阻燃镁合金的最佳成分为AZgl一1 .18叭%Ca一0.llwt%Y。关键词AZ91镁合金;Ca;Y;阻燃性能;氧化膜;氧化动力学;力学性能