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镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、导热性优良、电磁屏蔽能力强、减震性好、容易回收等一系列优点,在电子产品、汽车、航空航天等领域具有广泛的应用,但其高温性能差,限制了其在工业界的应用。耐热镁合金的研究是从稀土镁合金开始的,在镁合金中加入稀土元素形成高温强化相,以提高其耐热性能,由此研发出了一系列的稀土耐热镁合金,而稀土耐热镁合金的成本较高限制了其广泛应用,因此,开发低成本且高温抗蠕变性能好的耐热镁合金是近年来研究的一个热点问题。硅价格便宜,在镁合金中加入Si元素,可以形成Mg2Si相,Mg2Si具有高熔点、高硬度和高弹性模量,是一种高温强化相,但Si在镁中的溶解度极低,铸态时Mg2Si相呈汉字状或块状,易割裂基体,反而会降低合金的力学性能。等通道转角挤压技术(ECAP)可以有效细化基体晶粒和破碎第二相。本课题主要研究的是在ZK60镁合金中加入质量分数为4%的Si元素,经过等通道转角挤压细化基体晶粒,同时细化Mg2Si、Mg-Zn相等第二相并使之均匀弥散分布,以提高合金的高温蠕变性能。利用光学金相显微镜观察合金的铸态及挤压态组织,结合X射线衍射仪分析合金的物相,采用电子万能试验机测试材料的室温力学性能,并测试了高温蠕变性能。利用扫描电镜进行断口扫描,利用透射电镜分析等通道转角挤压对合金组织的影响。实验结果为：(1) ZK60-4Si镁合金铸态组织有a-Mg基体、Mg2Si相、Mg51Zn2o相、MgZn相和MgZn2相组成,基体晶粒粗大,Mg2Si相为汉字状或块状。经过4道次等通道转角挤压后,基体组织得到显著细化,Mg2Si等增强相破碎为细小的颗粒,经过8道次等通道转角挤压后,晶粒尺寸进一步降低,晶粒更加均匀,Mg2Si等增强相颗粒趋于弥散化分布,结合XRD衍射分析可知,挤压前后合金物相没有变化。(2)ZK60-4Si镁合金铸态时的室温力学性能差,屈服强度仅有48MPa,抗拉强度也只有128MPa,伸长率为7.2%,这是由于铸态时合金的组织疏松且晶粒粗大,并且汉字状或块状Mg2Si相棱角尖锐,对基体具有割裂作用,降低了合金的力学性能。经过4道次挤压后,合金的性能显著提高,屈服强度和抗拉强度都提高了62.5%,伸长率提高了247%。经8道次挤压后,与4道次挤压相比,合金的性能变化不大。(3)ZK60-4Si镁合金在250℃,70MPa蠕变实验时,铸态试样加载后几乎瞬间断裂,蠕变性能很差,经过等通道转角挤压后,合金的蠕变性能大幅度的提高,2、4、6、8道次合金的蠕变寿命分别为8.5、12.8、87.7、124小时。这是因为随着挤压道次的增加,晶粒显著细化,Mg2Si等增强相粒子也碎化为细小的颗粒并趋于弥散化分布,阻碍晶界及位错滑移,进而提高合金的抗蠕变性能。在250℃,90MPa条件下,合金的蠕变寿命比250℃,70MPa时降低很多。