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Mg-Zn-Zr系合金是是一类很有发展潜力的耐热镁合金，其室温综合力学性能与AZ91D相当，同时还具有加工性能优良、价格低廉等优点，在现代工业中有着广泛的应用。本论文以Mg-5.5Zn-0.5Zr合金为基础，通过合金制备、热处理、力学性能测试及微观分析等方法，分别研究了热处理工艺优化及添加元素Sn、Sb进行合金化对Mg-5.5Zn-0.5Zr合金组织及力学性能的影响，以期优化合金热处理工艺、明确合金元素在镁合金中作用机理，为开发新型Mg-Zn-Zr系耐热镁合金提供设计思路和理论基础。对Mg-5.5Zn-0.5Zr合金进行热处理工艺优化研究结果表明：综合比较几种直接时效热处理工艺和固溶时效(380℃×12h+190℃×12h)热处理工艺的总体效果，发现铸态合金经190℃直接时效24h后的综合力学性能与固溶时效处理的综合力学性能相当。190℃直接时效24h后，合金的维氏硬度为72.8HV，与固溶时效处理合金的硬度值(72.9HV)相当；合金在室温和150℃下的抗拉强度分别达到195MPa和180MPa，比固溶时效态合金在室温和150℃下的抗拉强度(193MPa和176MPa)略高。所以，190℃直接时效24h热处理工艺简单、节能，还能有效地提高镁合金的力学性能，是比较合适Mg-5.5Zn-0.5Zr合金的热处理工艺过程。在Mg-5.5Zn-0.5Zr合金中添加0～1.0wt%Sn的研究结果表明：当向Mg-5.5Zn-0.5Zr合金中加入适量元素Sn后，能使合金晶粒明显细化，Sn与Mg生成了高熔点金属间化合物Mg2Sn，能够有效的强化合金。合金经190℃直接时效24h后力学性能显著提高。当添加0.8wt%元素Sn时，直接时效态合金在室温和150℃下的抗拉强度达到最大值，分别为221MPa和196MPa。加入0.8wt%Sn后，直接时效态合金的韧性也有所提升，但室温下合金的拉伸断口类型仍以脆性断裂为主。在Mg-5.5Zn-0.5Zr合金中添加0～1.0wt%Sb的研究结果表明：在Mg-5.5Zn-0.5Zr合金中加入适量元素Sb后，在合金中生成了高熔点的Mg3Sb2相，同时合金的组织得到了改善。合金经190℃直接时效24h后力学性能显著提高。加入0.8wt%元素Sb时，合金晶粒明显细化，第二相分布弥散均匀；直接时效态合金在室温和150℃下的抗拉强度达到最大值，分别为209MPa和188MPa，对应的延伸率也为最高，此成分合金断口的韧性断裂特征增加。