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Mg-Li系合金是目前为止最轻的金属结构材料，由于具有密度低、塑性好、比强度和比刚度高、优良的电磁屏蔽性、阻尼减震性、抗高能粒子穿透的能力以及易于加工成型等优点，在航空航天、国防军工和电子产品领域有着广阔的应用前景，然而相对较低的强度限制了其进一步的应用。本文通过向Mg-Gd-Y系合金中添加一定含量的Li，制备新型Mg-Li合金。采用真空熔炼法制备合金铸锭，而后进一步通过锻造、轧制来提高和改善合金的性能，通过金相组织观察、SEM、XRD、拉伸力学性能测试等手段，研究了Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金和Mg-8Li-3Gd-3Y-0.6Al合金的组织和性能。研究结果表明：铸态Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金的组织由β-Li相、Mg2Gd、Mg2Y、Mg24Y5组成，均匀化后分布在晶界附近的棒状、针状第二相溶解于基体中，立方相尺寸减小，合金组织变得均匀，500℃×8h的均匀化退火工艺可达到强度和塑性的最佳配合。经锻造、轧制后，Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金的抗拉强度由铸态的114MPa提高到变形80%时的152MPa，延伸率由21%提高到33%。这主要是由于锻造、轧制过程中形变强化、第二相强化和细晶强化共同作用的结果。通过对Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金进行热压缩实验，发现合金的流变曲线属于典型的动态再结晶型，流变应力随着温度的升高而减小，随着应变速率的增大而增大。合金的热变形行为可以用双曲正弦函数的本构方程和Z参数准确的描述，平均激活能Q=121.9915kJ/mol。Mg-8Li-3Gd-3Y-0.6Al合金的铸态组织由α-Mg相、β-Li相、Mg17Al12、Mg2Gd、Mg2Y、Mg3Gd组成。铸态合金较适合的均匀化退火工艺是500℃×8h。铸态合金经500℃×8h+100℃×48h的固溶时效处理后，合金的抗拉强度由铸态的127MPa提高到228MPa，说明该合金产生了明显的固溶强化和时效强化。