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镁合金作为质量最轻的金属结构材料之一,具有密度低、比强度和比刚度高、减震性好、可回收等优点,在汽车、航空航天等方面具有广阔应用前景,但其强度低、塑性变形困难、耐蚀性差等问题也严重限制其开发与应用。本文以获得低成本高强镁合金为研究目标,以Mg-Zn-Cu三元合金和进一步添加Y和Zr的Mg-Zn-Cu-Y-Zr五元合金为研究对象,通过改变合金中的Zn、Cu和Y含量,研究以上两类合金的合金组成对挤压变形与热处理后的微观组织与力学性能的影响规律,以此优化合金组成与工艺制度。研究取得如下主要结论:(1) Mg-Zn-Cu三元合金主要析出相是α-Mg、Mg(Zn, Cu)2、CuMgZn、Mg2Cu、Cu5Zn8。随Cu、Zn含量增加,MgZn2、MgZnCu和Cu5Zn8含量增加,同时合金组织晶粒逐渐细化;Mg-Zn-Cu-0.4Y-0.6Zr五元合金主要析出相是(-Mg、Mg(Zn, Cu)2、CuMgZn、Mg2Cu、 Cu5Zn8、X(Mg12 YZn),I(Mg3YZn6)。随着Zn含量增加,合金组织晶粒先细化后又粗化,晶间析出物逐渐增多;与模铸相比,半连铸组织中第二相分布更均匀;(2)Zn、Cu含量和挤压温度均对三元和五元合金的挤压态力学性能有显著影响。三元合金中,Mg-4Zn-1Cu和Mg-8Zn-5Cu在250℃挤压有较高力学性能,其余合金均在150℃挤压有更高的力学性能;而五元合金中,Mg-(4,6)Zn-1Cu-0.4Y-0.6Zr口Mg-8Zn-5Cu-0.4Y-0.6Zr合金在250℃挤压有较高力学性能,其余合金均在150-C挤压有更高的力学性能;(3)T5热处理时,三元合金中,除Mg-8Zn-5Cu合金150℃挤压材热处理后强度上升外,其余组成与挤压条件均变化不大或降低;五元合金中,除Mg-4Zn-5Cu-0.4Y-0.6Zr和Mg-8Zn-5Cu-0.4Y-0.6Zr合金150℃挤压材热处理后强度上升外,其余组成与挤压条件均变化不大或降低;(4)三元合金中,组成为Mg-6Zn-5Cu的合金在150℃挤压后强度最高,其力学性能为抗拉强度为304.4MPa,屈服强度为285.1MPa,伸长率为18.6‰五元合金中,组成为Mg-4Zn-3Cu-0.4Y-0.6Zr的合金在两种温度挤压后强度均高且差别不大,但高温挤压伸长率大。250℃挤压的力学性能为抗拉强度325.9 MPa,屈服强度322.2MPa,伸长率15.4%。T5处理后,强度最高的为Mg-4Zn-5Cu-0.4Y-0.6Zr合金150℃挤压材,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为370MPa、354.2MPa和15.4%。(5)Mg-6Zn-5Cu-1Y-0.6Zr合金半连铸锭坯150℃挤压材的力学性能较好。其力学性能为:抗拉强度402.1MPa,屈服强度3665MPa,申长率7.1%,且T5热处理后变化不大。