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论文以无稀土、高性能为要求,设计出Mg-6Zn-3Al-xSn(x=0,2,4 wt.%)和Mg-6Al-3Sn-yZn(y=0,0.5,1.0,1.5,2.0 wt.%)两个系列的合金。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射以及室温拉伸试验等手段分析了添加元素(Sn、Zn)对于合金组织与性能的影响。铸态的合金都呈现出明显的枝晶结构,Sn、Zn元素的加入都会使得原本的合金枝晶发生细化,第二相增多,并逐渐聚集长大成为网状结构。Mg-6Zn-3Al-xSn在经过固溶处理后,合金中还存在大量的第二相。所以,合金采取不进行固溶直接挤压的工艺。Mg-6Al-3Sn-yZn合金在经过双级固溶工艺处理之后,合金中的第二相基本能够完全固溶于基体当中。所以,合金采取固溶处理之后再进行挤压的工艺。Sn的加入可以细化挤压态ZA63合金的晶粒尺寸、均匀晶粒的分布,但是会出现部分未再结晶区;Sn的添加可以改变挤压态合金中第二相的形态与分布:随着Sn含量的增加,Al-Mn相与MgAlZn相发生细化、Mg2Sn相开始长大,第二相的数量增多、分散更为均匀。Mg-6Zn-3Al-xSn室温拉伸试验结果表明,随着Sn含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率都出现增加。当Sn的添加量达到4wt.%时,合金拥有最好的力学性能。抗拉强度(UTS)为328MPa,屈服强度(YS)为244MPa,延伸率(EL)达到21.2%。Zn的添加可以改变挤压态AT63合金的晶粒尺寸分布:减少细晶带组织、均匀晶粒分布但是会增大晶粒尺寸;Zn的添加可以改变挤压态合金中第二相的形态与分布:破碎的大块状第二相减少,析出的细小颗粒相增多,合金中的第二相分散更均匀;另外,Zn的加入还能改善合金的再结晶质量,Zn含量为0wt.%时,再结晶分数只有82.42%,Zn含量为2.0%时,再结晶分数达到97.47%。Mg-6Al-3Sn-yZn室温拉伸试验结果表明,随着Zn含量的增加,抗拉强度和屈服强度明显增加,而延伸率出现降低。当Zn的添加量达到2.0wt.%时,合金拥有最高抗拉强度和屈服强度,分别达到346MPa和206MPa,延伸率则下降到21.6%。Mg-6Zn-3Al-4Sn经过75℃预时效24h+150℃时效18h的双级时效工艺处理后,合金的屈服强度从244MPa提升到288MPa,抗拉强度几乎没有发生变化,延伸率从21.2%降低到16.4%。Mg-6Al-3Sn-2Zn合金经过150℃、26h的时效工艺处理后,合金的强度相比挤压态有明显提升,从206MPa、346MPa提升到243MPa、359MPa。而合金的延伸率出现明显降低,从21.6%降低到16.7%。对所设计的两种合金进行性能对比,屈服强度最高的合金,是时效态的Mg-6Zn-3Al-4Sn(288MPa)。而延伸率与屈服强度综合性能最好的合金是挤压态Mg-6Zn-3Al-4Sn(屈服强度为244MPa、延伸率为21.2%)。抗拉强度最高的合金是时效态的Mg-6Al-3Sn-2Zn(359MPa),而延伸率与抗拉强度综合性能最好的合金是挤压态Mg-6Al-3Sn-2Zn合金,抗拉强度为346MPa,延伸率为21.6%。