镁合金是最轻的金属结构材料,在汽车、电子通信、航空航天和国防军事等领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。然而镁合金大规模应用还存在许多尚待解决的基础科学理论与工艺技术问题。镁合金熔体具有含气量大的特点,其是否对材料组织与性能产生影响以及有多大影响,目前尚未有完全统一的结论。本文以工业纯镁、典型二元镁合金及工业镁合金为研究对象,研究了不同体系与组成的镁合金熔体的氢含量特点,进而研究了除氢精炼工艺对不同体系与组成镁合金的氢含量、组织与力学性能的影响,并对复合除氢机理进行分析研究。研究结论如下:(1)镁合金熔体中的氢含量及氢的存在形式因合金体系与组成的不同而明显不同。Ca和RE含量对镁合金熔体氢含量有明显影响,A1和Zn含量影响很小,且高含量的Y和Gd显著提高熔体的氢含量。Mg-Al、Mg-Zn及Mg-Ca中氢主要以间隙固溶体的形式存在;Mg-RE合金中氢以间隙固溶体及氢化物的形式存在。氢含量对合金凝固组织影响较小,但对合金的伸长率和耐腐蚀性能有明显影响。(2)氩气除氢工艺可有效去除工业纯镁及AZ91合金熔体中的氢,且适当的氩气流量就能达到最佳的除氢效果,1.OL/min氩气处理熔体5min的除气率分别达到60%和42%。当处理时间相同,分步除氢效果明显好于单次除氢。氩气除氢处理未明显影响工业纯镁的凝固组织,但除氢处理后抗拉强度和伸长率明显提高。(3)氩气、超声及超声-氩气复合除氢工艺均可以实现对镁合金熔体中氢的去除,但除氢效率不同。复合除氢时氩气流量和处理时间对除气率影响较大,且在高功率超声(1400W)作用下,采用较小的氩气流量(1.OL/min)除氢效果最佳,AZ91-Ca合金熔体经该工艺除氢后的氢含量降至12-15μg/g,除气率达40%,且凝固缩松和显微气孔明显减少;同时超声-氩气复合除氢处理使该合金凝固组织晶界处连续网状的β-Mg17Al12相有细小化趋势,合金的抗拉强度和伸长率明显提高。(4)超声-氩气复合水模拟实验表明,超声-氩气复合作用下,氩气在水中的停留时间和弥散程度明显提高,进而增加了氩气泡的比表面积和氢向气泡扩散的时间,因此超声-氩气复合作用可以实现对镁合金熔体的高效除氢。