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镁合金作为最轻的金属结构材料具有广泛的应用前景,但目前高温性能较好的镁合金大多包含稀土元素,不适于民用。为优化耐热镁合金性能并降低成本,本文以Mg-3Sn-1.5Si-0.5Sr-0.5Bi合金为基础,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究了添加不同含量的Zn对Mg-3Sn-1.5Si-0.5Sr-0.5Bi合金铸态和热处理后的组织形貌和相组成的影响。采用维氏显微硬度仪分析了不同的时效时间对Mg-33n-1.5Si-x Zn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金时效硬化的影响。采用万能试验机研究了 Mg-3Sn-1.5Si-x Zn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金铸态和热处理后的室温及150℃时的力学性能,并通过SEM观察了断口形貌特征。主要结论如下:铸态 Mg-3Sn-1.5Si-x Zn-0.5Sr-0.5Bi(x=3,5,8wt.%)合金中的主要的第二相为 Mg2Sn、MgSnSr、MgZn和Mg2Si相。当Zn由3%增加到8%。时,合金中共晶MgZn相增多。添加3%、5%和8%的Zn能不同程度的细化Mg2Sn相,并使Mg2Sn相分布均匀。添加5%Zn扩大了 Si在合金中的固溶极限,增加共晶Mg2Si析出的体积分数,并使部分Mg2Si转变成Mg2(Si,Sn)复合结构。添加8%Zn降低了 Si在合金中的固溶极限,增加了初生Mg2Si析出的体积分数。当合金中Zn为8%时,加速了 Mg2Sn的析出,使第二个硬度峰值出现的时间明显缩短。金属模浇注工艺下,Mg-3Sn-1.5Si-xZn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金中组织明显细化,8%Zn合金中初生Mg2Si相尺寸由50-60μm减小到20-25μm。热处理后Mg-3Sn-1.5Si-(5,8)Zn合金中析出了均匀分布的线条状MgZn相,金属模浇注的Mg-3Sn-1.5Si-5Zn 合金热处理后硬度提高明显。Mg-3Sn-1.5Si-xZn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金时效硬度峰值和对应的时效时间分别为58.5HV/48h、62.5HV/48h、78.5HV/48h和84.7HV/48h。随着Zn含量的提高,热处理后的合金硬度值提升明显。铸态 Mg-3Sn-1.5Si-x Zn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金中,Zn 含量为 8%的合金力学性能最好,铸态8%Zn合金的室温拉伸断裂强度为148.7MPa,屈服强度为107.9MPa,伸长率为7.8%;150℃下铸态8%Zn合金的拉伸断裂强度为130.7MPa,屈服强度为100.07MPa,伸长率为8.8%。经固溶时效后Mg-33n-1.5Si-x Zn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)合金力学性能均有明显提高。其中8%Zn合金的力学性能最好,固溶时效处理后8%Zn合金的室温拉伸断裂强度为176.5MPa,屈服强度为148.5MPa,伸长率为8.1%。150℃下热处理后8%Zn合金的拉伸断裂强度为135.1MPa,屈服强度为114.5MPa,伸长率为11%。铸态和热处理后的 Mg-3Sn-1.5Si-xZn-0.5Sr-0.5Bi(x=0,3,5,8wt.%)断裂特征均为准解理断裂。