随着现代工业及交通运输的迅速发展,由此引起的振动和噪声问题变得尤为突出。无论是国防工业还是民用工业均对结构轻量化、节能、减振降噪性提出了迫切的需求。低密度、高比强度金属材料的应用能有效降低结构重量,达到结构轻量化、节能的目的;而高阻尼金属材料的应用则能有效抑制机械振动及波增殖,达到减振降噪的目的。镁不仅是目前密度最低、比强度最高的商用金属结构材料,而且还是阻尼性能最好的金属材料,因而能够满足上述紧迫需求。然而,根据镁合金的位错阻尼机制,若要得到高阻尼性能,就必须尽可能保证位错可动;而材料的传统强化理论认为要得到高强度,就必须尽可能阻碍位错运动。这就导致镁合金的阻尼性能和力学性能在一定程度上相互矛盾。因此,镁合金阻尼及力学性能的平衡优化就成为目前研究中亟待解决的关键问题。值得注意的是,Mg-Cu-Mn烧结合金的阻尼性能在高应变阶段超过纯镁并且断裂强度达到290MPa。但其性能不稳定且制备工艺复杂。常规熔炼的Mg-Cu-Mn合金阻尼性能十分优异,但强度又很低。针对以上问题,首先,本文拟向CM31(Mg-3%Cu-1%Mn)中添加Y、Zn元素初步提高合金阻尼及力学性能,并研究Y、Zn元素对Mg-Cu-Mn合金阻尼及力学性能的影响。结果表明:Y、Zn元素提高了合金的屈服强度但降低了抗拉强度和延伸率。Y、Zn元素的细晶强化及Zn元素的固溶强化是屈服强度提高的主要原因;抗拉强度和延伸率的降低是由于化合物相沿晶界析出。添加1%Y与2%Zn的合金2在高应变阶段,阻尼性能反常增加并超过CM31甚至接近纯镁。合金2中长而平行位错组态的形成以及它们同塑性第二相粒子的相互作用能解释这一现象。其次,通过对铸态Mg-Cu-Mn合金进行热挤压,进一步提高其力学性能,并研究挤压工艺对Mg-Cu-Mn合金阻尼及力学性能的影响。结果表明:热挤压大幅提高合金力学性能,但却显著降低阻尼性能。其中,力学性能的大幅提高可归结为:a.动态再结晶引起的细晶强化;b.位错缠结引起的加工硬化;c.化合物相破碎并弥散分布引起的弥散强化。阻尼性能的大幅降低是由于动态再结晶、加工硬化以及化合物相的弥散分布导致强顶扎点间平均位错段长度降低。再次,通过对挤压态Mg-Cu-Mn合金进行反复弯曲,期望引入一种平直可动的位错组态以改善挤压态合金的阻尼性能,并研究反复弯曲对挤压态Mg-Cu-Mn合金阻尼性能的影响。结果表明:挤压态合金经过反复弯曲后,确实在合金中引入了平直位错,并且挤压态合金的阻尼性能在一定范围内随弯曲变形量的增大而提高。最后,通过对挤压态Mg-Cu-Mn合金热处理以提高其阻尼性能,并研究热处理过程中回复和再结晶对挤压态Mg-Cu-Mn合金阻尼性能的影响。结果表明:合金的阻尼性能随热处理时间的变化呈先上升后下降的趋势。回复和再结晶能够解释上述变化趋势。结合G-L理论及回复和再结晶动力学方程,笔者从动力学角度分析和阐明了上述变化趋势,并拟合了挤压态Mg-Cu-Mn合金在不同热处理温度下阻尼性能随时间的演变曲线,拟合结果显示实验结果和理论计算能够很好吻合。