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为了提高AZ91镁合金的室温力学性能，本文利用自制的电阻炉对AZ91镁合金熔体进行熔体过热处理，通过金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、能谱分析仪、X射线衍射仪、电子万能试验机和Setaram综合热分析仪等设备研究熔体过热、熔体过热与微量Sr变质联合作用对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响规律，获得最佳的处理工艺。研究结果表明：随着熔体过热温度的提高，AZ91镁合金中α-Mg相由树枝晶转变为等轴晶，并且晶粒尺寸呈逐渐减小的变化趋势。熔体温度为850℃时，AZ91镁合金中等轴晶晶粒尺寸为90μm，AZ91+0.05%Sr镁合金的晶粒尺寸为66μm，即在相同的过热温度下，加Sr的AZ91合金比未加Sr的AZ91合金晶粒尺寸减小了26.7%。超过850℃后，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金中等轴晶晶粒尺寸都略有减小，减小的幅度不大。随着过热温度的提高，Mg17Al12由连续的网状变成断续的板条状分布在晶界处，当熔体温度升高到900℃时，Mg17Al12相聚集长大，又呈连续的网状。随着熔体过热温度的升高，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度均呈先增大后减小的变化趋势。在相同的过热温度下，添加0.05%Sr的AZ91镁合金的力学性能优于未加Sr的AZ91镁合金。AZ91镁合金在熔体温度为850℃时综合力学性能最佳，抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到280MPa、137MPa、7.4%、370MPa和27.4HRB；添加0.05%Sr后AZ91镁合金在800℃综合力学性能即达到最佳，抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到292MPa、143MPa、8.6%、371MPa和36.3HRB，而国外压铸AZ91镁合金铸态抗拉强度和伸长率分别为250MPa和7%。熔体过热处理能够细化镁合金的原因在于，随着熔体过热温度的提高，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的凝固开始温度逐渐降低，使形核过冷度增大，形核率增加。