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Mg-Zn耐热镁合金由于成本低、耐热性能优良,其研究受到广泛的关注。在ZA合金(ZA104、ZA144、ZA106、ZA85、ZA84)中通常加入少量的Ca、Sr等稀土元素能改善合金的组织和性能。本文在Mg-8Zn-5Al-1Si合金中加入Sr、Ca合金化元素,设计了Mg-Zn-Al-Si-Sr系和Mg-Zn-Al-Si-Ca系合金。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别对铸态和T6处理态合金的显微组织形貌、成分和相组成进行分析,利用材料力学试验机和硬度计测试合金的力学性能,并采用SEM分析合金的断口形貌,获得以下主要研究结论:(1)铸态合金Mg-8Zn-5Al-1Si主要是由离异共晶τ-Mg32(Al, Zn)49相、规则共晶-Al2Mg5Zn2相和连续块状Mg2Si相组成。随Sr元素加入量的增加,连续块状Mg2Si相消失,τ相和相减少,呈杆状或针状的Al4Sr相,以及以共晶方式存在的针状Mg17Sr2相逐渐增多。随Ca元素加入量的增加,τ相和相也减少且分别由不规则块、片状离异共晶、规则网状共晶组织变成细条状、网状。块状和多边形大块状的Al2Ca、CaMgSi相含量随Ca的增加而含量略有增加。Sr、Ca均具有细化α-Mg初生相作用,但Sr明显改变析出相的类型、形态与分布,而Ca主要改变析出相的类型。(2)铸态合金Mg-8Zn-5Al-1Si-xSr(x=0,1,2,3)中,铸态Mg-8Zn-5Al-1Si-2Sr合金具有最高的抗拉强度、屈服强度和延伸率,分别为185.85MPa、147.68MPa和3.6%。经热处理后,合金的性能得到显著提高,合金的最佳热处理工艺为在350℃固溶20h,180℃时效24h,热处理后合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度分为190.87MPa、152.34MPa、4.3%和53HB。(3)铸态合金Mg-8Zn-5Al-1Si-xCa(x=0,1,2,3)中,铸态Mg-8Zn-5Al-1Si-2Ca合金具有最高的抗拉强度、屈服强度和延伸率,分别为175.85MPa、145.88MPa和4.3%。经热处理后,合金的性能得到显著提高,合金的最佳热处理工艺为在350℃固溶20h,200℃时效24h,热处理后合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度分为180.27MPa、150.34MPa、4.1%和50HB。