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Mg-Gd-Y-Zn系镁合金具有极高的比强度和优良的高温力学性能,有望在航空航天、交通运输、国防军事等行业广泛应用。然而,对Mg-Gd-Y-Zn系镁合金的研究并不深入,其强化机理仍有待进一步探讨。本课题考察了Mg-8Gd-4Y-1Zn、Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5A1和Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Zr(wt.%)的铸态、固溶态、挤压态和时效态合金的组织和力学性能,系统地研究了热处理方式(固溶处理和时效处理)和热挤压变形对合金微观组织和力学性能的影响,深入地分析了Mg-Gd-Y-Zn系合金的强化机制,最终开发出了高强度的镁合金板材,并为后续高强度稀土镁合金的研究提供了理论基础。本研究所得主要结论如下:(1)三种铸态合金的微观组织均由镁基体、1 8R-LPSO相和Mg3(RE,Zn)共晶相所组成。铸态Mg-8Gd-4Y-1Zn合金中,LPSO相和共晶相以连续网状的形式分布在晶界处。A1可促进LPSO相的形成,导致了LPSO相的尺寸和体积分数增大,并使晶界处的共晶相变得粗大。Zr对Mg-8Gd-4Y-lZn合金微观组织的影响不大。(2)固溶态Mg-8Gd-4Y-lZn合金中存在两种不同形貌的LPSO相。一种是弥散地分布在晶粒之中的针状LPSO相,另一种则是存在于晶界处的块状LPSO相。Al使块状LPSO相的数量显著增加,针状LPSO相的数量略有减少。Zr使得针状LPSO相更加细长,晶界处块状的LPSO相的尺寸更加粗大。热挤压合金的微观组织由细小的再结晶晶粒、被拉长的变形晶粒和被拉长的LPSO相所组成。时效之后,固溶在基体中的溶质原子析出,形成了β沉淀相。(3)三种合金在铸态和固溶态的力学性能均较差,如铸态Mg-8Gd-4Y-1Zn合金的抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和伸长率(E)分别为196 MPa、179 MPa和5.0%。对固溶态合金挤压之后,合金的力学性能明显提高,综合力学性能优异。如Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5A1合金的UTS、YS和E分别为364MP3、283MPa和11.5%。时效处理之后,三种挤压态合金的强度进一步提高,但是塑性变差,如时效态Mg-8Gd-4Y-1Zn合金的UTS、YS和E分别为461 MPa、395 MPa和6.0%。Mg-8Gd-4Y-lZn合金中,固溶强化是最主要的强化机制。而在时效态Mg-8Gd-4Y-1Zn合金中,β’沉淀相强化成为了最主要的强化机制。