黄俊全，沙桂英，刘 腾，董庚益，马仁君

(沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110136)

镁合金作为目前工程应用中最轻的金属结构材料，具有较高的比强度、比刚度，良好的电磁屏蔽、阻尼减震和切削性能，在航空航天、汽车、医疗等领域具有广泛的应用前景[1-3]。但由于镁具有密排六方结构，导致镁合金室温塑性变形能力弱，严重制约了镁合金在各个领域的应用[4]。因此，提高镁合金塑性至关重要。晶粒细化可以改善其室温塑性，Zr作为有效的镁合金细化剂，可以提高镁合金的强度和塑性[5-6]。Mg-1Ca合金在生物医疗领域有重要的应用潜力，添加Zr对Mg-1Ca合金强度和塑性的作用研究尚少。因此，本试验设计制备了不同锆含量的Mg-1Ca-xZr(x=0、0.3、0.6)合金，研究添加锆含量及挤压处理对Mg-1Ca-Zr合金显微组织与性能的影响。

1 试验材料及方法

试验材料为纯镁(纯度99.95%)、Mg-20Ca和Mg-30Zr中间合金，在SF6和CO2混合气体保护下，进行熔炼浇铸，浇铸温度为700 ℃，铸锭直径为85 mm。试验合金的化学成分见表1。

表1 试验合金的化学成分(质量分数/%)Table 1 Chemical compositions of test alloys(wt/%)

铸锭经过480 ℃8 h均匀化退火处理后，在350 ℃下以2 mm/s的挤压速度和6.4∶1的挤压比挤压成板材(板材尺寸为60 mm×16 mm)。采用金相显微镜对试样进行组织观察。在线切割数控机床上加工拉伸试样，具体尺寸如图1所示。采用AI-7000-LA20拉伸试验机测试合金的力学性能，铸态合金拉伸加载速率为1 mm/min，挤压态合金拉伸加载速率分别为0.1 mm/min、1 mm/min和10 mm/min。

图1 拉伸试样形状及尺寸Fig.1 Shape and size of the tensile specimen

2 试验结果与分析

2.1 铸态合金的显微组织

图2为试验合金的铸态显微组织。由图2可知，随着锆含量增加，基体晶粒逐渐细化。……