【摘 要】
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为了节约成本，现今对非稀土镁合金的研发逐渐成为主流，而Mg-Sn系合金因为时效强化效果显著、耐高温性能好、成本低廉等优点，所受关注度越来越高。另一方面，添加单一的合金元素已经无法满足目前对于镁合金的性能需求，科学家们开始研究两种或多种合金元素对镁合金力学性能和微观结构的综合影响。本文以Mg-6Sn-3Zn-0.5Mn合金为基础，分别添加0.5wt.%和1wt.%的非稀土Bi元素，重点研究了Bi元素对于Mg-Sn-Zn-Mn合金的力学性能和微观结构的影响，其中主要运用了SEM、HAADF-STEM和EDS-
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为了节约成本，现今对非稀土镁合金的研发逐渐成为主流，而Mg-Sn系合金因为时效强化效果显著、耐高温性能好、成本低廉等优点，所受关注度越来越高。另一方面，添加单一的合金元素已经无法满足目前对于镁合金的性能需求，科学家们开始研究两种或多种合金元素对镁合金力学性能和微观结构的综合影响。本文以Mg-6Sn-3Zn-0.5Mn合金为基础，分别添加0.5wt.%和1wt.%的非稀土Bi元素，重点研究了Bi元素对于Mg-Sn-Zn-Mn合金的力学性能和微观结构的影响，其中主要运用了SEM、HAADF-STEM和EDS-STEM等技术，对铸态、固溶态、时效峰值和挤压态Mg-6Sn-3Zn-xBi-0.5Mn（x=0,0.5,1）合金中析出相的种类、形貌、尺寸、数量密度等进行了观察和分析，并通过硬度测试和拉伸测试等力学性能测试，综合考量了不同成分合金力学性能和微观结构的联系。
研究了铸态与固溶态Mg-6Sn-3Zn-xBi-0.5Mn合金在时效峰值时的力学性能和显微结构。研究发现，随Bi元素含量的增加，Mg-6Sn-3Zn-xBi-0.5Mn合金的时效强化效果逐渐增强。添加1wt.%Bi时，在200℃等温时效条件下的峰值硬度达到90HV，比不含Bi的合金提高了17HV。增强的时效强化效果主要是由于在时效峰值合金中形成了由柱面棒状β1相和多边形Mg2Sn相连接而成的共生析出相，而且在Mg2Sn相的内部还出现了一个富Bi元素的核。Mg-6Sn-3Zn-xBi-0.5Mn合金中共生相的尺寸细小，数量密度高。
研究了挤压态Mg-6Sn-3Zn-xBi-0.5Mn合金的力学性能和显微结构，加入了Bi元素的合金，挤压过后的析出相相对细小而均匀，且晶粒尺寸显著小于不加Bi元素的合金。Mg-6Sn-3Zn-1Bi-0.5Mn挤压态合金的抗拉强度为291MPa，比不含Bi的合金高21MPa。
上述结果在一定程度上揭示了合金的微观结构与力学性能之间的关系，分析了不同的显微结构对力学性能的影响，对于通过调控析出相的形貌来开发高强镁合金具有重要意义，同时对于非稀土镁合金的研发，降低镁合金的成本也有着重要作用。
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