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铸态Mg-Al系镁合金在凝固过程中存在严重的偏析,组织很不均匀,在晶界处析出粗大网状的β-Mg17Al12相,合金力学性能明显恶化。因此,改善β-Mg17Al12相的形态和分布是Mg-Al系合金热处理强化的重点。本文选择具有代表性的AZ91D镁合金,对其进行均匀化退火处理,考察了在连续和等温两种冷却方式下β-Mg17Al12相的脱溶析出行为和对合金力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描显微镜等观察合金的显微组织,利用X射线衍射仪分析合金相成分,并对合金的布氏硬度、显微硬度及拉伸等性能进行测试,对合金的凝固过程和脱溶析出过程进行分析,探讨不同的冷却方式对合金组织和力学性能的影响。AZ91D镁合金经过均匀化退火处理后,粗大网状的β相溶解,冷却过程中脱溶析出。经均匀化退火连续冷却后,β-Mg17Al12相以层片状析出。当冷却速度为1.206K／min时,p相未能全面析出,层片组织呈细长形,层片间距差异较大。随着冷却速度的减慢,β-Mg17Al12相的析出量增多,层片间距变大。冷却速度降到0.402K／min以下时,β相在所有晶粒内析出,并有少量层片组织熔断,层片间距趋于均匀化。AZ91D镁合金经均匀化退火等温冷却后,β-Mg17Al12相同样以层片状组织析出。等温温度一定时,β-Mg17Al12相析出量随着时间地延长而增加。等温温度350℃时,只有少量层片状和块状组织在晶界处析出,晶内没有析出。等温温度为300℃和250℃时,β-Mg17Al12相在晶界和晶内完全析出所需时间分别为6h和4h,大量的层片组织发生熔断变短和球粒化现象。等温冷却温度为200℃和150℃时,p相大量析出,等温6h后,晶内仍有少量未析出区域。β-Mg17Al12相平均层片间距随等温温度升高而增大。450℃固溶条件下的合金组织析出量与420℃相比有所减少,晶粒尺寸增长也更为显著。对比两种冷却方式,等温冷却可以得到更为均匀和多样的层片组织。对AZ91D镁合金进行力学性能测试结果表明：铸态AZ91D镁合金经均匀化退火处理后,布氏硬度从铸态的57.7HB增加到连续冷却后的82.1HB(等温83.9HB),提高了45%。屈服强度和抗拉强度分别提高了36%和37%,伸长率由铸态的2%增加到6.52%。等温冷却与连续冷却相比,除了屈服强度有少量下降,抗拉强度和伸长率均有所提高。断口形貌由铸态的脆性断裂转变为有一定微区塑性变形的断裂特征,断口中可以明显看到组织中的层片状形貌和滑移痕迹。