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变形镁合金由于比铸造镁合金具有更高的强度,作为轻质结构材料在汽车、电子和航空航天等领域具有广阔的应用前景。针对变形镁合金的组织与性能开展研究不仅可以为新型变形镁合金的开发奠定理论基础,也可以为变形镁合金结构件的安全设计和合理使用提供可靠的理论依据。近年来,Mg-Zn-Sn系合金作为新开发的变形镁合金备受关注。本论文运用金相分析,显微硬度,力学拉伸,X射线衍射分析,扫描电镜分析和透射电镜分析等手段研究了Mg-Zn-Sn-Al-X轧制态镁合金和轧制时效态合金的微观组织和力学性能,为低成本高性能变形镁合金的开发提供详细的实验数据和理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)系统研究了锌锡比(0.5,1和2)对Mg-xZn-ySn-2Al-0.2Ca(x+y=9wt%)轧制合金组织与力学性能的影响。研究结果表明,随着锌锡比的升高,直接轧制和固溶轧制组织中晶粒尺寸、孪晶体积分数均呈现先增大后降低的变化规律,直接轧制、固溶轧制以及固溶轧制时效态合金的强度和伸长率均呈现先升高后降低的趋势,其中锌锡比为1的合金综合力学性能最佳。(2)研究了Ca加入量(0.2,0.4和0.6%)对Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基轧制合金组织与力学性能的影响。研究结果表明,添加0.2%Ca可细化轧制态合金组织,提高孪晶体积分数,促进第二相动态析出;轧制态合金的室温抗拉强度和屈服强度分别提高到379MPa和266MPa,伸长率下降到7.1%,200℃抗拉强度和伸长率分别提高到102MPa、85.7%;少量Ca的加入提高了合金中析出相的时效析出激活能,延缓了时效进程,细化了时效析出相,并抑制Mg2Sn相聚集长大,时效态合金的室温抗拉强度和屈服强度分别提高到406MPa、284MPa,伸长率提高到8.9%,而200℃抗拉强度提高到170MPa,伸长率下降到42.9%。(3)研究了加入0.1%Ti以及复合添加0.1%Ti和0.02%B对Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基轧制合金组织与力学性能的影响。研究结果表明,添加少量Ti以及复合添加Ti、B降低了合金的轧制成形性,细化了动态再结晶晶粒,减少了孪晶体积分数,并降低了合金的组织均匀性,对轧制态合金强度的提高不显著,并导致伸长率下降;此外,降低了合金析出相的时效析出激活能,加快了时效进程,但时效强化效果不理想。(4)研究了复合添加0.1%Ti和0.2%Ca对Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基轧制合金组织与力学性能的影响。研究结果表明,复合添加Ca、Ti可以细化动态再结晶晶粒,减小孪晶体积分数,轧制态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高到338MPa、237MPa和11.9%;复合添加Ca、Ti提高了合金析出相的时效激活能,延缓了时效进程,时效态合金的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高到358MPa、251MPa和9.5%。