【摘 要】
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高强变形镁合金的抗拉强度一般可以达到400MPa,塑性为6-10%。然而,进一步提高镁合金的强度与塑性仍是拓宽其应用的关键。尤其是,含有长周期堆积有序（LPSO）结构的Mg-Y-Zn合金因其优异的性能而倍受关注,但Mg-Y-Zn合金的强度和塑性难以兼顾,成为制约其广泛应用的关键科学问题。塑性变形和合金化是有效提高镁合金强塑性的两种主要方式。本课题首先通过调节Y、Zn含量来调控18R LPSO结构的
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高强变形镁合金的抗拉强度一般可以达到400MPa,塑性为6-10%。然而,进一步提高镁合金的强度与塑性仍是拓宽其应用的关键。尤其是,含有长周期堆积有序（LPSO）结构的Mg-Y-Zn合金因其优异的性能而倍受关注,但Mg-Y-Zn合金的强度和塑性难以兼顾,成为制约其广泛应用的关键科学问题。塑性变形和合金化是有效提高镁合金强塑性的两种主要方式。本课题首先通过调节Y、Zn含量来调控18R LPSO结构的形貌与体积分数。随着Y、Zn含量的增多,18R LPSO结构从颗粒状转变为层状到连续的块状,且体积分数从12.2%增加为54.5%到65.4%,导致Mg-Y-Zn合金的强度逐渐增加,而塑性逐渐降低。其次,经热挤压变形后,Mg-Y-Zn合金中动态析出了14H LPSO结构和动态在结晶（DRX）晶粒,18R LPSO结构则沿着挤压方向呈条带状分布。同时,随着Y、Zn含量的增多,14H LPSO结构含量逐渐增加,而动态在结晶晶粒的晶粒尺寸和体积分数逐渐减小,使得Mg94Y4Zn2合金表现出了高的强度和韧性,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为305MPa、405MPa和14%,达到了铸态合金的2倍和3倍。进一步对Mg94Y4Zn2合金进行Li合金化处理,并对Mg89Y4Zn2Li5合金进行了固溶处理（500℃/35h）和不同的挤压速度（Ve=0.4,0.8,1.0,1.2mm/s）与挤压角度（α=30°,60°,90°）的热挤压变形。结果发现,在α=30°和Ve=0.4 mm/s条件下的Mg89Y4Zn2Li5变形镁合金变现出良好的强度和韧性,其压缩屈服强度、抗压强度和压缩率分别达到了422MPa,517 MPa和16.9%。该变形镁合金高的强韧性主要是由于:沿挤压方向排列的块状18R LPSO结构提供的纤维强化;变形镁基体内和再结晶晶粒内析出的层片状14H LPSO结构提供的析出强化;细小再结晶晶粒提供的细晶强化以及LPSO结构的扭折强化（deformation kinking）。本论文通过对Mg-Y-Zn基镁合金进行Li合金化和热挤压变形,研究了LPSO结构的塑性变形行为及其相关的动态再结晶（DRX）演变规律,探究了Mg-Y-Zn基变形镁合金的强韧化机制,制备出一种新型高强韧Mg89Y4Zn2Li5变形镁合金材料,其研究结果可为高强韧性稀土镁合金的制备与应用提供一定的理论指导。
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