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镁合金作为最轻质的工程合金材料,其应用前景非常广阔。目前,AM60镁合金因具有良好的塑性,已成为商业应用最广泛的镁合金之一。然而,与AZ91等镁合金相比,AM60镁合金的强度相对较低,故使其应用受到很大的限制。因此,有必要通过合金化和/或微合金化以及热处理等方法来进一步改善AM60镁合金的性能。众所周知,在镁合金中添加稀土元素非常有利于合金力学性能的改善,但目前通过稀土合金化和/或微合金化来改善AM60镁合金组织和性能的研究相对较少,尤其是涉及的稀土元素种类非常有限,同时对稀土合金化和/或微合金化影响AM60镁合金显微组织和力学性能的研究也不系统和完善。因此,进一步针对AM60镁合金的稀土合金化和/或微合金化展开研究,对于AM60镁合金的性能改善进而拓宽其应用范围意义重大。本文从AM60镁合金在汽车轮毂上的应用角度出发,选择了Nd、Ce及Sc作为AM60镁合金的合金化和/或微合金化元素,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DSC)以及抗拉性能测试等手段,研究了这三种稀土元素和热处理对AM60(Mg-6Al-0.55Mn)镁合金显微组织和力学性能的影响,得到了以下主要研究结果:1)AM60镁合金的铸态组织主要由初生α-Mg、层片状和骨骼状Mg17Al12相及少量的Al-Mn相组成,其中大部分Mg17Al12相呈连续和/或断续网状分布于合金的晶界处。2)在AM60镁合金中添加1.0 wt.%Nd后,合金组织中Mg17Al12相的数量明显减少且尺寸变得细小,同时出现了杆状Al11Nd3相。进一步,随着Nd含量从1.0wt.%增加至2.0 wt.%,合金组织中Mg17Al12相的尺寸和数量逐渐减少,但Al11Nd3相的数量逐渐增加。同时,在AM60镁合金中添加1.0-2.0 wt.%Nd还可改善合金的铸态室温抗拉性能,其中以添加1.5 wt.%Nd对合金的铸态室温抗拉性能改善效果最为明显。此外,T4(410℃×32h+淬水)和T6(410℃×32h+淬水+200℃×20h+空冷)处理也能改善含Nd和不含Nd的AM60镁合金的抗拉性能,其中T6处理的改善效果较T4处理更为明显,但对于不含Nd的AM60合金,其T6处理的延伸率低于T4处理。在未添加Nd和添加1.0-2.0 wt.%Nd的AM60镁合金中,以添加1.5wt.%Nd镁合金热处理后的室温抗拉性能相对较佳。3)在AM60镁合金中添加1.0 wt.%Ce后,合金组织中Mg17Al12相的数量明显减少且尺寸变得细小,并出现了杆状Al11Ce3相和少量颗粒状Al10Ce2Mn7相。进一步,随着Ce含量从1.0 wt.%增加至2.0 wt.%,合金组织中Mg17Al12相的数量和尺寸逐渐减少,但Al11Ce3相的数量不断增加。同时,在AM60镁合金中添加1.0-2.0wt.%Ce还可改善合金的铸态室温抗拉性能,并且随着Ce含量从1.0 wt.%增加至2.0wt.%,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率均逐渐增加。此外,T4(410℃×32h+淬水)和T6(410℃×32h+淬水+200℃×20h+空冷)也能改善含Ce的AM60镁合金的抗拉性能,其中T6处理对抗拉强度和屈服强度的改善效果较T4处理更为明显,但T6处理合金的延伸率较T4处理合金差。在未添加Ce和添加1.0-2.0 wt.%Ce的AM60镁合金中,以添加2.0 wt.%Ce镁合金热处理后的室温抗拉性能相对较佳。4)在AM60镁合金中添加0.15 wt.%Sc后,出现大量颗粒状Mg17Al12相以及细小的Al3Sc相和Mn2Sc相。进一步,随着Sc含量从0.15 wt.%增加至0.45 wt.%,Mg17Al12相的数量逐渐减小。同时,在AM60镁合金中添加0.15-0.45 wt.%Sc还可明显改善合金的铸态室温抗拉性能,其中以添加0.30 wt.%Sc对合金抗拉性能的改善效果相对较佳。此外,T4(410℃×32h+淬水)和T6(410℃×32h+淬水+200℃×20h+空冷)也能改善含Sc的AM60镁合金的抗拉性能,其中T6处理对合金抗拉性能的改善效果较T4处理更为明显。在未添加Sc和添加0.15-0.45 wt.%Sc的AM60镁合金中,以添加0.15 wt.%Sc镁合金热处理后的室温抗拉性能相对较佳。5)在Nd、Ce及Sc三个合金化和/或微合金化元素中,以少量添加Sc对AM60镁合金室温抗拉性能的改善效果相对较佳,其中添加0.30 wt.%Sc可使合金获得最高的铸态室温抗拉性能,而添加0.15 wt.%Sc可使T4态和T6态合金获得最高的室温抗拉性能。