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本文以开发具有良好耐热性能的低成本变形镁合金为目的,以Mg-3Al系合金为基础,研究添加 1.7%-7.5%Ca 时,Mg-3Al-xCa-0.4Mn 合金与 Mg-3Al-xCa-0.6Zn-0.4Mn合金的微观组织与力学性能的影响,探讨了 Ca对于Mg-3Al系合金凝固及耐热性能的影响机理,最后研究了含Ca耐热变形镁合金锭坯低频半连铸技术。主要研究结论如下:Mg-3Al-xCa系合金的组织主要是由基体α-Mg,晶间的鱼骨状组织Al2Ca相、微量Mg2Ca相,连续网状片层状组织Al2Ca相、Mg2Ca相及球形颗粒状组织AlxMny相构成。随着Ca含量不断增加,Ca优先消耗合金中的Al形成Al2Ca相,再与Mg形成Mg2Ca相。当Ca含量小于4%时,随着Ca含量的增加,Mg-3Al-xCa系合金的二次枝晶臂间距变小,晶粒被细化;Ca含量大于4%时,枝晶臂粗化,细化效果消失。少量Zn可以有效抑制Mg-3Al-xCa系合金中Al2Ca和Mg2Ca的析出。合金挤压变形过程中未生成新相,但第二相破碎,破碎后的形状与大小并不均匀并沿挤压方向呈带状分布于晶界。随Ca含量增加,挤压态Mg-3Al-xCa系合金发生动态再结晶的程度越高,当Ca含量达到5.5%时,发生完全动态再结晶。少量Zn会提高Mg-3Al-xCa合金发生动态再结晶的能力。室温下,随着Ca含量的增加,Mg-3Al-xCa系合金的铸态与挤压态硬度显著提高,但加入Ca之后,挤压态Mg-3Al-xCa系合金的拉伸性能降低;挤压态Mg-3Al-xCa系合金的屈服强度随着Ca含量的增加而提高;抗拉强度与伸长率随Ca含量的增加而下降,当Ca含量大于4%时,两者下降趋势增大。在150℃和200℃的温度下,含Ca挤压态合金的强度明显要优于基础合金,且随着Ca含量增加,挤压态Mg-3Al-xCa系合金的抗拉强度与屈服强度逐渐提高,伸长率下降。综合考虑Ca对挤压态Mg-3Al-xCa系合金室温性能与高温性能的影响,Mg-3AL-2.7Ca合金具有较好的室温性能与高温性能。低频电磁半连续铸造,低速时,可获得组织细小,均匀的Mg-Al-Ca系合金锭坯,随着Ca含量增加,锭坯铸造裂纹趋势增加,当Ca含量为4%,难于获得无裂纹锭坯。