【摘 要】
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本论文采用了2种不同方式向ME21合金中添加Ca元素,并针对该合金进行了一系列研究,并且探讨了热挤压工艺对合金的微观组织和力学性能的影响,比较了以2种不同方式添加Ca对于合金造成的不同影响,并且设计实验比较了合金的抗氧化性能和耐燃性。由实验结果得出结论如下:（1）铸态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金的组织主要是粗大的晶粒组织,沿晶界分布极少量的合金相以及部分颗粒,基体中也存在着较多
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本论文采用了2种不同方式向ME21合金中添加Ca元素,并针对该合金进行了一系列研究,并且探讨了热挤压工艺对合金的微观组织和力学性能的影响,比较了以2种不同方式添加Ca对于合金造成的不同影响,并且设计实验比较了合金的抗氧化性能和耐燃性。由实验结果得出结论如下:（1）铸态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金的组织主要是粗大的晶粒组织,沿晶界分布极少量的合金相以及部分颗粒,基体中也存在着较多的颗粒,Mn单质颗粒和Mg12Ce是合金中主要的第二相。Ca元素的加入使得ME21合金晶粒尺寸有所减小。经过固溶处理+热挤压工艺,ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金中粗大的晶粒转变为细小均匀的等轴晶。（2）DSC结果表明,铸态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金中主要存在基体α-Mg和第二相Mg12Ce、Mn单质颗粒,向ME21合金加入Ca O会生成某熔点在633℃左右的高熔点相,可能是Mg2Ca。（3）铸态的ME21+Ca合金抗拉强度和屈服强度都高于铸态ME21合金,但延伸率会略有不如;相比于铸态ME21合金,铸态ME21+Ca O合金抗拉强度相差不大,屈服强度提高,合金延伸率明显降低。（4）经过热挤压处理后,三种合金的拉伸强度、压缩强度和延伸率都得到大幅改善。挤压态的ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金抗拉强度分别为322.5MPa、262.3MPa和248.2MPa,拉伸屈服强度分别为262.4MPa、234.9MPa和199.2MPa,延伸率分别达到9.4%、16.1%和18.1%。其中ME21+Ca合金具有最好的综合性能。（5）铸态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金的起燃温度分别为822℃、849℃和870℃,加入Ca元素能很好提高ME21合金的耐燃性,这可能与加入Ca元素后合金氧化膜结构改变有关,即耐燃性能:ME21+Ca O＞ME21+Ca＞ME21。挤压态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金的起燃温度分别是803℃、819℃和826℃。（6）由抗氧化测试性能结果以及TGA曲线可知,合金在470℃保温12h后,表面毛刺覆盖程度为ME21＞ME21+Ca≈ME21+Ca O,TGA测试结束后试样增重程度为ME21＞ME21+Ca O＞ME21+Ca。综合上述实验结果可认为:抗氧化性能:ME21+Ca＞ME21+Ca O＞ME21。（7）采用XRD和SEM线扫描分析铸态ME21、ME21+Ca和ME21+Ca O合金的氧化膜后,确定ME21合金的氧化膜主要成分是Mg O和Ce2O3,且Mg O位于氧化膜的外层,氧化膜的内层则是Mg O和Ce2O3的复合层;ME21+Ca和ME21+Ca O的氧化膜主要由Mg O、Ce2O3和Ca O组成,且ME21+Ca和ME21+Ca O合金氧化膜分为3层,即最外层的Mg O,次外层的Ca O和Mg O复合层,以及内层的Ce2O3。
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