1、由于環(huán)境污染和能源緊缺的壓力，對(duì)材料的節(jié)能減排和輕量化提出了更高的要求，鎂合金作為一種綠色工程材料在航空航天和汽車(chē)工業(yè)上受到人們的廣泛關(guān)注，但是目前鎂合金的綜合力學(xué)性能還達(dá)不到工業(yè)化大量應(yīng)用的要求。鎂合金熔體的純凈度是影響鎂合金性能的重要因素之一，鎂合金在熔煉制備過(guò)程中，熔煉工具、設(shè)備和溶劑中難免會(huì)帶入一些雜質(zhì)（Fe，Ni等）導(dǎo)致鎂合金性能下降，特別是雜質(zhì)Fe影響很大，不僅降低鎂合金的耐腐蝕性，對(duì)力學(xué)性能等也有較大的影響。目前純凈化方法

2、和工藝的研究有很多，但不同成分鋼質(zhì)工模具的高溫使用對(duì)鎂合金雜質(zhì)含量影響規(guī)律研究涉及很少，且熔煉過(guò)程中鎂合金熔體與工模具的交互作用機(jī)制機(jī)理的研究也很少涉及，需要更進(jìn)一步深入研究，為工模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，同時(shí)可為含雜鎂合金多元相圖計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文以商用AZ系合金為研究對(duì)象，利用Pandat熱力學(xué)軟件計(jì)算了含F(xiàn)e、Ni的AZ系多元鎂合金相圖，并得到Fe、Ni在AZ系鎂合金中的溶解度。Fe、Ni在AZ系鎂合金中的溶解度

3、隨溫度的升高而增加，并且Ni在AZ系鎂合金中的溶解度比Fe在AZ系鎂合金中的溶解度要大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。Mn的加入可以降低Fe在AZ系鎂合金中的溶解度，而對(duì) Ni在 AZ系鎂合金中的溶解度沒(méi)有任何影響。利用Miedema模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)在Mg、Al、Zn、Mn、Fe之間的二元合金形成焓中，Al-Fe和Al-Mn的二元合金形成焓最負(fù)；Mg、Al、Zn、Mn、Ni之間的二元合金形成焓中，Al-Ni和Al-Mn的二元合金形成焓最負(fù)。利用Pandat進(jìn)行

4、吉布斯自由能計(jì)算發(fā)現(xiàn)在熔煉溫度下，在不含 Mn的 AZ31、AZ61、AZ80、AZ91中的合金元素與Fe的體系中，均是FeAl相的吉布斯自由能最低；在含Mn的AZ31、AZ61、AZ80、AZ91中的合金元素與Fe的體系中，均為Fe-Al-Mn相的吉布斯自由能最低；在含Mn與不含Mn的AZ31、AZ61、AZ80、AZ91鎂合金中的合金元素與Ni的體系中，均為Al3Ni2和AlNi的吉布斯自由能最低。
　　基于上述理論計(jì)算和分析

5、的基礎(chǔ)上，選取實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)象，研究其在熔煉過(guò)程中與碳鋼的交互作用，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與熱力學(xué)計(jì)算基本吻合。利用 ICP、SEM、EDS等方法，研究了在不同溫度，不同的熔煉保溫時(shí)間下，碳鋼對(duì) AZ系(重點(diǎn)AZ31B)鎂合金熔體中雜質(zhì)Fe含量的影響，以及碳鋼與鎂合金熔體發(fā)生交互作用后的界面微觀結(jié)構(gòu)及元素分布。研究結(jié)果表明，在本文設(shè)定溫度范圍內(nèi)，在720℃以下進(jìn)行鎂合金熔煉時(shí)，碳鋼與鎂合金熔體沒(méi)有明顯的交互作用，碳鋼不會(huì)使AZ系鎂合金熔體中的Fe含量

6、增加；在720℃進(jìn)行熔煉時(shí)，碳鋼中的Fe開(kāi)始向鎂合金熔體中溶解擴(kuò)散，鎂合金(含 Mn)熔體中的 Al、Mn向碳鋼中擴(kuò)散，6h保溫空冷后，在碳鋼表面形成Fe-Al-Mn的擴(kuò)散反應(yīng)層；超過(guò)720℃的實(shí)驗(yàn)溫度中進(jìn)行鎂合金熔煉，碳鋼中的Fe大量的向鎂合金熔體中溶解擴(kuò)散，并隨著溫度的升高溶解到鎂合金熔體中的Fe含量大幅度增加，同時(shí)鎂合金熔體中大量的Al、Mn擴(kuò)散到碳鋼中去，6h保溫空冷后，在碳鋼中形成一個(gè)Fe-Al-Mn層、Fe3Al層和含微量A