王 荣, 乐启炽, 王恩刚, 崔建忠, 任 政, 程翔宇, 张 潇, 朱秀荣, 陈 敏

（1.东北大学 教育部EPM重点实验室，沈阳 110819 ；2.北方材料科学与工程研究院 宁波所，浙江 宁波 315103 ）

镁合金是当前最轻的金属结构材料，已广泛应用在汽车、航空航天、轨道交通等领域，其中镁合金铸件占绝大多数[1-3]。Zn是镁的两大合金元素之一，Mg-Zn合金不仅具有良好的固溶强化效果，而且其时效析出强化效果也十分突出[4-5]。Ohishi等[6]研究了Mg-0.6Zn-0.3Ca合金的时效行为，铸态合金硬度不到 50 HV，经过约 2 h的 200 ℃ 等温时效，峰值硬度达到69 HV。通常认为，Mg-Zn合金时效过程中先析出 G.P.区，随后形成 β′1(MgZn2),β′2(MgZn2)和 β (Mg2Zn3)等强化相，可提高合金的强度和硬度[7]。

实际应用中，Mg-Zn合金由于结晶温度区间大，流动性能差，铸造过程中容易产生显微疏松和热裂倾向[8-9]，而且当合金中主要合金元素处于过饱和状态时，在铸造组织中形成大量的非平衡共晶，产生严重的枝晶偏析，降低了铸态合金的力学性能[10-12]。采用挤压铸造技术，可有效克服Mg-Zn合金材料的铸造缺点。Mg-6Zn-0.1Ca-0.5 Mn合金在95 MPa压力下挤压铸造并进行T6热处理后，合金屈服强度达到 180 MPa，抗拉强度为 300 MPa，断后伸长率为10%，相比于铸态分别提高了122%，62%和32%[13]。由于挤压铸造与传统铸造的最大区别是凝固过程施加了压力，因此，挤压铸造压强是最主要的影响因素[14]。不同压力下Al-Cu-Mg合金的挤压铸造研究结果表明：随着压力的增加，合金晶粒尺寸明显减小，强度和断后伸长率有较大增加，合金密度也快速增大，并在50～75 MPa时达到最佳值[15-17]。本工作以Mg-6Zn-1Al-0.5 Mn-0.5Ca合金（质量分数/%，以下简称ZAMX6100）为对象，通过研究不同压强下挤压铸造ZAMX6100合金的组织和性能变化，分析Mg-Zn合金挤压铸造的强韧化机理。……