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针对高强耐热Mg-Gd-Y-Zr合金易产生热裂倾向及流动性差的问题,采用约束热裂棒法,热裂环法、热裂测试系统以及流动性试样,系统研究了不同精炼剂、浇注温度及合金元素对该合金热裂及流动行为的影响,并探讨了Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂机理。主要成果如下:Mg-10Gd-3Y-Zr合金的凝固后期,由于共晶反应导致出现“冲击收缩”和相应的“冲击应力”,而“冲击应力”的出现是Mg-10Gd-3Y-Zr合金热裂产生的直接诱发因素。采用约束热裂棒法研究了八种不同精炼剂对Mg-10Gd-3Y-Zr合金热裂倾向性的影响。研究结果表明:JDMJ+5%GdCl3和RJ6+5%GdCl3两种精炼剂能显著降低Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂倾向性。未经过精炼的Mg-10Gd-3Y-Zr合金约束热裂棒试样热裂因子HCS(Hot Cracking Susceptibility)为8;经过JDMJ+5%YCl3和RJ6+5%GdCl3精炼后,Mg-10Gd-3Y-Zr合金的HCS降低为0,合金的抗热裂性能明显提高。研究发现,Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂倾向性随着浇注温度的升高而升高。Gd和Y元素的加入增大了合金的热裂倾向性。而随着Zr元素的加入量的增加,热裂倾向性先降低后增加,当Zr含量达到0.2%时,合金热裂倾向性因子HCS为0。采用约束热裂棒法、热裂环法以及热裂测试系统对比研究了Mg-10Gd-3Y-Zr合金与AZ91D的热裂性能,结果表明,上述二种合金的HCS分别为8和32;抗热裂力约分别为340N和40N;临界断裂尺寸分别为53mm和48mm。研究发现,Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂倾向性低于AZ91D的热裂倾向性。JDMJ+5%GdCl3与RJ-6+5%GdCl3二种精炼剂能显著提高合金的流动性。未精炼情况下,金属型流动性试样长度为780mm;经过JDMJ+5%YCl3熔剂精炼后,合金流动性试样长度增加至1270mm;经过RJ6+5%GdCl3熔剂精炼后,流动性试样长度增加至1113mm。通过分析流动性试样中夹杂物,发现这两种精炼剂能显著降低Mg-10Gd-3Y-Zr合金中夹杂物含量,表明夹杂物含量是影响合金流动性的主要因素之一。在一定温度范围内,Mg-10Gd-3Y-Zr合金的流动性随浇注温度的升高而提高,当浇注温度由690℃至770℃时,流动性试样长度由595 mm增加到995 mm;但浇注温度升高到一定程度后,流动性试样长度增加的幅度越来越小。Gd和Y元素能提高合金的流动性。而随着Zr元素含量的提高,合金的流动性先增加后降低,当Zr含量达到0.2%时,流动性试样长度达到最大值1050mm。