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镁合金作为最轻质的金属结构材料,有密度低、高比强度和比刚度、优良的加工性能等特点,但其强度低、塑性差及低的高温性能限制了镁合金的发展空间。近年来,由于稀土镁合金中长周期堆垛结构的发现,其力学性能特别是高温性能得到显著的提高,从而引起了广泛的研究。本实验通过常规铸造熔炼工艺制备了Mg-Y-Gd-Zn-Mn合金系,通过OM、SEM、TEM、XRD等检测方法对合金的显微组织进行观察表征,研究不同Y含量下长周期结构形成的机理和变化规律,然后对合金进行热处理和正挤压工艺,研究组织在热处理态(T4态和T6态)和挤压态下组织的演变规律及相应的力学性能变化,特别是长周期相的类型、数量及分布对合金性能的影响。实验研究结果如下:1、随着Y含量的增加,铸态Mg96.5-XYXGd1Zn2Mn0.5合金得到晶粒细化,18R-LPSO相的数量增加,但是过多的Y含量的添加也导致了18R-LPSO相在形貌上也呈现出粗化趋势。铸态1.0%Y合金和1.5%Y合金的共晶相为Mg3Zn3(Y,Gd)2相,2.0%Y合金和2.5%Y合金的共晶相为Mg24(Y,Gd,Zn)5相,除了1.0%Y合金,其他三组合金在晶界上均发现了Mg12(Y,Gd)Zn相(18R-LPSO)。2、铸态2.0%Y合金的力学性能最优,抗拉强度为221MPa,延伸率为8.2%,布氏硬度为77.9HB,而2.5%Y合金中18R-LPSO相形貌粗大,导致力学性能略有下降。3、在经500℃固溶处理50h后,四组合金的共晶相均溶解并球化,部分18R-LPSO相溶解,当Y含量大于1.5%时,基体中析出细层片状的14H型LPSO相。4、四组固溶态合金的室温的强度和塑性均呈现先增高后下降的趋势,2.0%Y合金性能最优,抗拉强度和延伸率分别达到了232MPa和12.1%。固溶态2.0%Y合金经过200℃时效处理55h后达到时效峰值,室温抗拉强度提升至261MPa。5、固溶态2.0%Y合金经过挤压变形后晶粒大幅细化,18R-LPSO相和14H-LPSO相均发生扭折,在沿挤压方向上18R-LPSO相和14H-LPSO相呈纤维流线分布,合金中发生了不均匀的动态再结晶现象。综合细小的纤维流线LPSO相、碎化并弥散分布的颗粒相和动态再结晶晶粒细化等强化作用,挤压态2.0%Y合金的抗拉强度和延伸率增至400MPa和17.8%。挤压态2.0%Y合金经时效处理20h后达到时效峰值,力学性能有所提高,抗拉强度提升至415MPa,延伸率为17.5%。