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镁合金具有较高的比强度、比刚度以及较小的密度,从降低重量提高性能角度考虑,引起了汽车、航空航天等领域极大的关注。本文采用金属型铸造制备了Mg-6Zn-xZr(x=0,0.3,0.6,0.9wt.%)镁合金,对浇注工艺进行了探索。利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和万能力学试验机等手段研究了Zr含量的变化对合金显微组织和力学性能的影响。以半固态等温热处理方法制备非枝晶半固态组织,分析Zr和等温热处理工艺对半固态组织的影响。通过对合金进行热处理,研究Zr含量变化和时效时间对显微组织和力学性能的影响规律。通过对不同加料温度及不同浇注温度下Mg-6Zn-0.9Zr合金熔炼后所得铸态合金的显微组织分析,得到加料温度为760℃、浇注温度为710℃的工艺条件较为理想,此工艺条件下得到的共晶组织颗粒细小、均匀。Mg-6Zn合金主要由α-Mg和MgZn相组成,Mg-6Zn-xZr合金主要由α-Mg、MgZn、MgZn2三种相组成。铸态Mg-6Zn合金随着Zr含量的增加,抗拉强度和维氏硬度呈先增加后下降的趋势,当Zr含量为0.6%时,抗拉强度和维氏硬度均达到最大值为249Mpa、57.2HV,Zr的加入,使Mg-6Zn合金的延伸率降低。铸态Mg-6Zn合金的断裂方式为解理断裂,随着Zr加入量的增加,拉伸断口的断裂方式由解理断裂转变成准解理断裂。半固态等温热处理过程中,非枝晶组织演变历经枝晶的粗化、枝晶的分离、球化以及颗粒合并、熟化过程。对不同的等温时间和等温温度下所得的非枝晶组织进行分析表明：Mg-6Z-0.6Zr镁合金半固态组织相对较好,保温温度为610℃,保温时间为60min,可以得到固相率为54.80%,颗粒平均尺寸为73.667μm,形状因子低至1.50的半固态组织。保温时间的延长和保温温度的提高都加速了非枝晶组织的演变,但是过长的保温时间以及过高的保温温度,都会促使枝晶颗粒的长大,使组织粗化。Mg-6Zn-xZr合金经过热处理后,随Zr含量的增加,晶粒逐渐减小,Zr含量为0.9%时,晶粒最小。随时效时间的增加,各成分的晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,当时效时间为24h时,晶粒尺寸达到最小,抗拉强度和硬度达到最大值,时效时间继续增加,晶粒有长大趋势,强度和硬度有所下降。合金在热处理后的拉伸断裂方式为解理断裂。