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由于耐热性能优异,成本低,熔炼工艺简单,Mg-Si合金具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但是铸态Mg-Si合金组织中Mg2Si相一般呈粗大的汉字状或者树枝状,对合金的力学性能危害极大。为了细化Mg-Si合金组织中的Mg2Si相,本论文开展了Si原料尺寸、熔炼工艺和轧制变形工艺对Mg-Si合金微观组织和力学性能影响的研究。主要的结论如下:(1)以Si块(约5mm20mm)为原料,在700℃熔炼,保温30min后浇注制备的Mg-2Si合金组织中初生相含量较少,共晶组织截面尺寸超过400μm,共晶Mg2Si杆长超过400μm。以微细Si粉(≤48μm)为原料,在700℃熔炼,保温3min后浇注制备的Mg-2Si合金组织中初生Mg2Si相细小(≤10μm),初生相含量较多,共晶组织截面尺寸较小,共晶Mg2Si杆长不超过100μm。以微细Si粉为原料,在较低的熔炼温度下短时保温后获得的熔体中大量的富Si区域和贫Si区域交替出现,在凝固过程中较多的细小初生α-Mg相和初生Mg2Si相析出。二者构成细密的骨架,分割剩余熔体,抑制共晶组织的生长。(2)以Si块(约5mm)或者微细Si粉(2701165μm)为原料,在780℃熔炼制备的Mg-5Si合金组织中初生Mg2Si相均呈粗大的树枝状(约300μm),初生Mg2Si相数量较少,分布不均匀。以微细Si粉(270-1165μm)为原料时,熔炼温度降低到680℃,初生Mg2Si相细化为多面体状(≤50μm),初生Mg2Si相数量增多,分布较为均匀。在Mg-5Si合金液相线温度以下溶解Si原料时,在Si颗粒的溶解过程中,由于熔体温度较低和Si颗粒周围熔体存在较大的负的Si浓度梯度和正的温度梯度,初生Mg2Si晶核从Si颗粒周围熔体中析出。浇注后,由于熔体温度和Mg的熔点相差不大,初生Mg2Si相生长时间较短,初生Mg2Si得到明显的细化。(3)采用高温大应变轧制工艺可以进一步细化Mg-2Si合金中杆状共晶Mg2Si相,提高合金的力学性能。Mg-2Si合金在轧制温度为450℃,道次变形量为80%的条件下轧制后,抗拉强度和延伸率分别由铸态的142MPa和5.5%增大到轧制态的252MPa和8.9%。