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镁合金由于比强度、比刚度高、容易回收等优点,尤其是作为最轻的金属结构材料,在汽车、航空航天等领域得到日益广泛的应用。本文采用金属型Mg-x Zn(x=3,5,7,9wt.%)镁合金,并利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等设备及力学性能测试等手段研究了Zn含量的变化对合金的显微组织和力学性能的影响。运用半固态等温热处理的方法制备了实验合金的半固态组织,研究了半固态非枝晶组织的演变过程及Zn含量的变化对Mg-Zn系合金半固态组织的影响。并分析其热处理前后的组织性能和在等温热处理过程中的组织演变情况,探讨其中的机理。实验结果表明,随着Zn含量的变化,Mg-x Zn(x=3,5,7,9wt.%)镁合金的显微组织和力学性能发生了明显的变化。Mg-x Zn合金的显微组织为树枝晶,共晶组织主要由α-Mg+Mg Zn组成。随着Zn质量分数的增加,合金晶粒逐渐细化。合金的抗拉强度随着Zn含量的增加而增加,当Zn含量为7%时抗拉强度达到最大值210MPa;延伸率随着Zn含量的增加逐渐降低,当Zn含量为3%时达到最大值15%;硬度随着Zn含量的增加持续增大,Zn含量为9%时硬度为54HV;合金的断口形貌随着Zn含量的增加撕裂棱减少,韧窝数量增多。考虑到综合力学性能,我们选择Mg-7Zn合金进行均匀化、固溶以及时效处理,其热处理工艺为:均匀化处理335℃+96h,固溶处理340℃+5h,时效处理160℃、98℃、70℃(24h)+160℃。热处理后其抗拉强度达到313MPa,硬度达到83.76HV。断口分析表明,Mg-7Zn合金热处理后的断裂方式主要为解理断裂。结合力学性能的分析,对Mg-x Zn合金进行半固态等温热处理,研究了不同Zn含量对半固态非枝晶组织的影响,结果表明,随着Zn含量的增加,合金组织细化。并研究了保温温度和保温时间对半固态非枝晶组织的影响,结果表明保温温度主要影响合金固相率,保温时间是影响合金的颗粒尺寸和形状因子的关键因素。在等温热处理过程中,Zn元素的含量对半固态非枝晶组织的影响较大。在相同的等温热处理工艺条件下,Zn元素含量越高,实验合金半固态非枝晶组织越细小、圆整。当Zn含量为7%时,610℃保温30min后,球状颗粒的平均等积圆直径为78.51μm,形状系数为1.223。