【摘 要】
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镁被誉为“21世纪的绿色工程材料”,镁合金具有密度小,比强度高,散热,减震,良好的耐蚀性、切削和铸造等特点。但是镁合金在耐热、抗高温蠕变、耐蚀等方面性能较差,这些缺点限制着它的广泛应用,无法满足工业发展对材料性能的要求。研究发现,稀土元素具有固溶强化、沉淀强化、提高耐蚀性的作用,可以改善镁合金的高温拉伸和蠕变性能,尤其是Mg-Zn-Gd三元系合金具有优异的力学性能。但是Mg-Zn-Gd三元系相关相
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镁被誉为“21世纪的绿色工程材料”,镁合金具有密度小,比强度高,散热,减震,良好的耐蚀性、切削和铸造等特点。但是镁合金在耐热、抗高温蠕变、耐蚀等方面性能较差,这些缺点限制着它的广泛应用,无法满足工业发展对材料性能的要求。研究发现,稀土元素具有固溶强化、沉淀强化、提高耐蚀性的作用,可以改善镁合金的高温拉伸和蠕变性能,尤其是Mg-Zn-Gd三元系合金具有优异的力学性能。但是Mg-Zn-Gd三元系相关相变以及相平衡缺乏系统的研究,制约了 Mg-Zn-Gd三元合金成分的优化和性能的提高。本论文采用合金平衡组织结构分析和热分析的方法,对Mg-Zn-Gd三元系低Gd侧准晶相、W相以及H相相关相转变,和400℃相平衡进行研究。获得以下结论:（1）Mg-Zn-Gd三元系低Gd侧中,除了六方结构Z相,面心立方的H相和W相能够与α-Mg固溶体平衡共存,二十面体准晶I相也可以和α-Mg固溶体平衡共存。与Mg基体平衡共存的温度从高往低分别是:W相的稳定性最高,与α-Mg固溶体共存温度至少能够存在到518℃,其次是H相,最后是I相和Z相。（2）在Mg-Zn-Gd三元系中,存在四相反应为:427.5℃时,发生四相包共晶转变:α-Mg+I→H+L;约443℃时,发生包共晶四相平衡转变:α-Mg+H→W+L;存在三相反应为:518.6℃时,发生包晶转变:α-Mg+W→L,W熔化。（3）400℃时,在富镁角存在四个三相区,从Mg-Zn一侧,随着Gd/Zn原子比的增大依次排列着α-Mg+Z+L三相区,α-Mg+Z+I三相区,α-Mg+I+H三相区,α-Mg+H+W三相区,α-Mg+W两相区,α-Mg+W+X三相区,α-Mg+X两相区。当Gd/Zn<0.1248时,合金在α-Mg+Z+L三相区,有液相存在,处于液相相关相平衡;当Gd/Zn>0.143且<0.223时,合金在α-Mg+I+H三相区,I可作为强化相存在;当Gd/Zn>0.224且<0.491时,合金在α-Mg+H+W三相区,不再有准晶I相的存在,开始出现W相;当Gd/Zn>0.58且<1.3时,合金在α-Mg+W+X三相区;当Gd/Zn>0.491且<0.58时,合金在α-Mg+W两相区,此时得到了单一的强化相W相。
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