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镁合金由于其轻质、高的比强度和比刚度、良好的减震性和导热性、易加工性及可回收性,广泛应用于航空航天、电子、汽车和生物医学等领域。但是,目前的镁合金耐热性较差,限制了其应用范围。因此,开发具有良好高温性能且低成本的镁合金,是近年来的研究热点之一。本文以Mg-Al-Zn-Si系合金为基础,通过重力铸造法制备了Mg-(x4,6,8)Al-1Zn-1Si合金、Mg-x(4,6,8)Al-y(4,6,8)Zn-1Si合金及Mg-4Al-1Zn-z(0.5,1,2)Si合金。研究了不同含量的Al、Zn和Si对合金组织和性能的影响,以及添加微量元素Sb对铸态合金显微组织和力学性能的影响,同时还研究了热处理对合金组织和性能的影响;探讨了合金组织细化的机理,尤其是Mg2Si相颗粒的细化和强化机制。研究结果表明:(1)Mg-x(4,6,8)Al-1Zn-1Si合金由-Mg、Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Al的增加,合金中的Mg17Al12相逐渐增多,Mg2Si相在Mg-4Al-1Zn-1Si和Mg-8Al-1Zn-1Si合金中以粗大的汉字状存在,而Mg-6Al-1Zn-1Si合金中的Mg2Si相则较为细小,该合金的拉伸力学性能较好。合金的硬度随着Al含量的增加而增大。(2)Mg-4Al-4Zn-1Si、Mg-6Al-6Zn-1Si合金由-Mg、Mg17Al12、Mg2Si和MgZn相组成,而Mg-8Al-8Zn-1Si合金由-Mg、Mg17Al12、Mg2Si、MgZn和Al2Mg5Zn2相组成。Al和Zn总含量的同时增加导致合金中的Mg17Al12和MgZn相体积分数逐渐增加,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均降低。合金的硬度随着Al、Zn总含量的增加而增大。(3)Mg-4Al-1Zn-z(0.5,1,2)Si合金由-Mg、Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,合金中的Mg2Si相体积分数逐渐增多,且汉字状的Mg2Si相逐渐粗化;室温下,Mg-4Al-1Zn-0.5Si合金的力学性能较好;高温(150℃)下,Mg-4Al-1Zn-2Si合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均较大。合金的硬度随着硅含量的增加而增大。(4)Mg-4Al-1Zn-1Si合金中加入Sb形成了Mg3Sb2相,随着Sb含量的增加,合金中粗大的汉字状Mg2Si逐渐细化,当合金中Si含量为0.5%时,合金中的Mg2Si相转变为小块状和短棒颗粒,此时合金的力学性能较高;当Sb含量超过0.5%时,合金中Mg2Si相开始粗化。(5)Mg-8Al-1Zn-1Si合金添加Sb后,也出现了Mg3Sb2相,当Sb含量为0.8%时,合金中Mg2Si相的细化效果较好,此时合金的力学性能较好;Sb含量超过0.8%时,Mg2Si相粗化,导致力学性能下降。(6)对Mg-8Al-1Zn-1Si合金和添加变质剂Sb的Mg-8Al-1Zn-1Si合金经430℃不同时间固溶处理,发现随着固溶处理时间的延长,Mg17Al12逐渐溶解,合金中的汉字状Mg2Si相逐渐断裂成短棒状,然后逐步球状化。合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高,硬度值逐渐降低。进行变质处理的合金中Mg2Si相球化效果优于未变质处理的Mg-8Al-1Zn-1Si合金。