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镁合金作为已商用化的最轻金属结构材料,具有广泛的发展潜力,其中ZK镁合金是应用最为广泛的商用镁合金之一。针对ZK镁合金仍然存在的强度低等力学性能方面的问题,对其进行合金化改性处理无疑是重要的手段。镁合金合金化的重要目的之一是形成金属间化合物,利用第二相强化机制实现合金的强化。目前,稀土元素被广泛用于ZK合金的合金化处理,但添加稀土所构成的ZK-RE合金中,化合物将变得更为多样,作用也更为复杂。它不仅影响合金的力学性能,也影响合金的加工性能,这些影响既取决于化合物的结构,也取决于化合物在加工过程的变化。因此,准确判定化合物的结构并掌握其在诸如热加工中的演化,是发挥稀土在ZK镁合金中作用的重要前提。本课题以稀土合金化处理的ZK系镁合金的实际应用为目的,选择商用化程度最高的ZK31和ZK61为母合金,在其中加入具有典型性的稀土元素Ce、Y、Gd并改变其加入量构成ZK-RE(Ce、Y、Gd)实验合金体系,采用半连续铸造的方法加工成铸锭,按照ZK镁合金常规的均质化工艺进行热处理。在此基础上,采用透射电镜电子衍射与提取相X衍射相结合的方法,对铸态和均质化态的合金中的金属间化合物的相结构进行了鉴定;通过对各种形式存在的元素的含量测定,分析了化合物在铸态和均质化态合金中的数量,同时,对均质化后化合物结构和数量的变化等进行了研究。铸态ZK61与ZK31镁合金中的金属间化合物为MgZn2,而铸态ZK61-Ce与ZK31-Ce镁合金中的金属间化合物为三元化合物((MgZn)12Ce。Zn含量不变,稀土含量增加,金属间化合物数量增加;稀土含量不变,Zn含量为6%的金属间化合物数量都高于3%的金属间化合物数量。均质化处理后,ZK31和ZK61合金的金属间化合物相依然是MgZn2,ZK-Ce合金的金属间化合物相也依然是(MgZn)12Ce;MgZn2在均质化处理中发生分解,均质化处理后Mn2的质量分数减少,(MgZn)12Ce在均质化中只发生元素相对比列的变化,摩尔分数基本保持不变。在铸态ZK31-Y合金中,金属间化合物主要为Mg3Zn3Y2和MgZnY,而在铸态ZK61-Y合金中,金属间化合物主要为W-Mg3Zn3Y2和I-Mg3Zn6Y,其中I-Mg3Zn6Y为准晶相。Zn和Y含量的提高不仅使铸态时化合物数量增多,而且改变化合物的类型,研究中仅发现在铸态ZK61-Y中有I-Mg3Zn6Y为准晶相产生。均质化处理后,ZK31-Y合金中MgZnY消失,只有W-Mg3Zn3Y2相存在;ZK61-Y合金中I-Mg3Zn6Y准晶相消失,同样只有W-Mg3Zn3Y2相的存在。MgZnY和I-Mg3Zn6Y分解后的一部分元素将形成稳定的W-Mg3Zn3Y2相,但由于它们分解所提供的Y减少,所以ZK-Y/Gd合金进均质化后化合物数量都有所减少。在铸态ZK31-Gd合金中,金属间化合物主要为Mg3Zn3Gd2和MgZn Gd,而在铸态ZK61-Gd合金中,金属间化合物主要为W-Mg3Zn3Gd2和I-Mg3Zn6Y,其中I-Mg3Zn6Gd为准晶相。铸态合金中化合物的数量随成分的变化以及均质化后化合物的种类和数量变化情况,与ZK-Y合金基本相同。