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以气体保护法制备的铸态Mg-13Zn-x Ca-Nd(x=3,4,5,6)和挤压态Mg-5Zn-x Ca-Nd(x=0,1,2,3)合金为研究对象,通过光学金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射仪、硬度测试和拉伸实验等分析方法,研究了因Ca含量的不同导致对该类型合金晶粒尺寸、第二相成分、共晶组织形貌和力学性能的影响。研究结果如下:1.铸态Mg-13Zn-x Ca-Nd(x=3,4,5,6)合金(1)随含Ca量的增加,铸态合金在晶界处形成连续网状分布的共晶组织(?-Mg+Mg6Zn3Ca2和?-Mg+Mg6Zn3Ca2+Mg2Ca)和高熔点的第二相Mg2Ca,组织了得到细化。合金经390℃×8h固溶处理、240℃×8h人工时效处理后,消除了共晶组织连续网状分布状态,更多的第二相析出且弥散分布。T6处理后,合金中高含量的Ca起第二相强化和细晶强化的双重效果,有助于提高该类型铸造镁合金的常温力学性能,其中4wt.%Ca合金时效时间短、峰值硬度高,强度也达到最大值。(2)通过GRF模型公式从理论角度对镁合金中的各元素的形核作用进行计算。结果表明,随着Ca含量的增加,GRF数值增大,更能细化合金晶粒。其细化机理是:一方面因其良好的偏析能力,能扩大液-固界面前沿的成分过冷区,从而抑制枝晶的生长;另一方面为成分过冷区内形核质点提供驱动力,增加有效形核的数量。2.挤压态Mg-5Zn-x Ca-Nd(x=0,1,2,3)合金(1)合金在挤压变形过程中发生了动态再结晶,晶粒形态呈现为细小的等轴晶。随Ca含量的增加,晶粒进一步细化。过量的Ca富集于第二相中,有助于提高第二相的稳定性,增加了合金的硬度值。(2)挤压态合金在200℃时效处理48h后,三种含Ca合金的硬度同时达到最大值,其峰值硬度分别为60 HV、63HV和66HV。当Ca元素的添加量为3.0wt.%时,合金的时效硬化效应最好。当Ca含量增加时,挤压态合金的强度得到了明显提高。经过时效处理后的,挤压态合金的强度进一步提高,但塑性有所下降。