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镁合金如今被公认为是轻型的环保金属材料,是因为其具有较低的密度、较高的比刚度及良好的铸造性能。但由于镁合金的凝固区间较宽,在浇注的过程中容易有热裂纹生成从而降低了合金本身的性能,限制了它在重工业方面的发展,因此对镁合金热裂敏感性的研究有着重要的意义。为了研究Sn对Mg-Al-Ca系合金热裂敏感性的影响,通过Clyne-Davies模型对MgAl7Ca1Snx(x=0,0.5,1,2)系合金的热裂倾向性进行预测。采用“T”型热裂浇注模具,通过A/D转换,用计算机对MgAl7Ca1Snx系合金凝固过程中铸件的温度、收缩应力信号等数据进行采集,研究其断口处裂纹萌生和扩展的相关信息。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MgAl7Ca1Snx系合金的显微组织和热裂断口区域的形貌进行观察。揭示合金凝固末期的残余液相分数、脆弱区域的凝固温度变化、第二相种类等因素对MgAl7Ca1Snx系合金热裂倾向的影响。将MgAl7Ca1合金的研究结果与常用的铸造合金AZ91的热裂行为进行了对比。实验结果表明:合金热裂倾向从大到小顺序为MgAl7Ca1Sn1>MgAl7Ca1Sn2>MgAl7Ca1Sn0.5>MgAl7Ca1>AZ91。由于MgAl7Ca1Sn1合金在所有合金中其凝固温度区间最宽、脆弱区域的凝固温度变化最大、凝固末期形成的液膜最少、枝晶干涉点后析出的第二相阻碍枝晶间的补缩等多种原因使之热裂倾向性最大。对于MgAl7Ca1Snx合金来说,当Sn的含量为1 wt.%时,此时生成的热裂纹最大,当Sn含量为0 wt.%时,产生的热裂纹最小。在Sn含量较少时,铸件发生热裂的机理主要是晶间搭桥理论。由于晶间桥接的强度难以抵抗铸件的凝固收缩应力,凝固收缩应力会破坏枝晶间的桥接从而使铸件产生裂纹;随着Sn含量的继续添加,铸件发生热裂的机理主要是液膜理论和凝固收缩补偿理论。此时铸件在凝固过程中生成的液膜会变厚、分离的枝晶间也将得到了充分的补缩,因此铸件没有热裂纹产生。