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本文以ZMT613合金为基础合金，加入Sm元素对其微合金化，并进行挤压、固溶、“固溶+单级时效”、“固溶+双级时效”等处理。利用光学显微镜（OM）、X射线荧光光谱分析（XRF）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射分析（XRD）和室温拉伸力学性能等分析测试手段，研究不同热处理工艺对ZMT613-0.5Sm变形镁合金组织和性能的影响。分析不同固溶工艺对合金显微组织特别是第二相的影响，优化了合金固溶处理工艺。最后研究分析了合金经过“固溶+单级时效”、“固溶+双级时效”处理对合金显微组织和力学性能的影响规律。
研究结果表明：挤压态ZMT613-0.5Sm合金主要由α-Mg、Mg41Sm5、Mg2Sn和MgZn2组成。合金在挤压过程中发生了较为充分的动态再结晶，挤压态合金组织中，晶粒细小，其尺寸分布于1μm-10μm之间。合金中主要分布着MgZn2、Mg2Sn和Mg41Sm5等第二相。挤压态ZMT613-0.5Sm合金断口存在明显的韧窝、解理台阶和撕裂棱，这表明挤压态合金的断裂类型为混合型断裂。断口处的第二相主要为Mg2Sn相和Mg41Sm5相，其中Mg2Sn相呈块状，Mg41Sm5相呈花瓣状。在断口处部分尺寸较大的破碎第二相附近发现微裂纹，表明这些较粗大第二相在合金的断裂过程中可成为裂纹萌生源。
挤压态ZMT613-0.5Sm合金在固溶时间为2h，固溶温度为410℃、420℃和430℃时的平均晶粒尺寸分别为82μm、79μm和80μm。固溶温度为430℃时，挤压态合金组织中晶界和晶粒内的大部分第二相已经回溶基体，只剩下少量的第二相存在于合金中，这些第二相是难溶的Mn单质以及Mg41Sm5高温相。研究表明挤压态ZMT613-0.5Sm合金在相同的固溶时间下，固溶温度为430℃时其固溶效果最理想。固溶温度为430℃，合金保温时间为2h、4h和6h时，其平均晶粒尺寸分别为80μm、84μm和90μm，保温时间为4h时，第二相的回溶已接近饱和状态，确定ZMT613-0.5Sm挤压态合金的最佳固溶处理工艺为430℃×4h。合金经过固溶处理后，组织中Mg-Sm高温稀土相中Sn元素比挤压态合金组织内Mg-Sm相固溶的Sn元素含量有所增加。
挤压态ZMT613-0.5Sm合金经过“固溶+单级时效”处理后合金组织中晶粒尺寸较为均匀，晶粒并未出现明显的长大和第二相的偏聚现象。合金组织中还存在细小的再结晶晶粒聚集区域，其形成原因是挤压态合金在部分晶界处聚集了第二相颗粒，固溶处理过程中会阻碍晶体的长大，Zn元素在后续的时效处理时容易在合金组织的晶界处形核析出，这些析出的第二相颗粒能够有效阻碍再结晶晶粒的长大。双级时效处理后的合金主要由α-Mg、Mg41Sm5、Mg2Sn、MgZn2和Mn单质组成。与挤压态合金相比，经过双级时效后的合金XRD图谱中MgZn2相的峰强增加，这是由于时效过程固溶在α-Mg基体中的Zn元素充分脱溶析出，MgZn2相含量增加所致。合金经“固溶+双级时效”处理后合金组织中晶粒尺寸整体较小，且比较均匀。双级时效合金组织中的第二相与单级时效相比数量大大增加，弥散程度较高，其中有大量的Mg-Zn相在晶界附近析出。对ZMT613-0.5Sm合金进行室温力学性能测试发现，时效态合金的抗拉强度和屈服强度远高于挤压态，但延伸率低于挤压态合金。其中，合金经双级时效处理后的综合力学性能最好，其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为396MPa、340MPa和5.8%，其中抗拉强度和屈服强度分别比挤压态增加19.6%和55.3%。
研究结果表明：挤压态ZMT613-0.5Sm合金主要由α-Mg、Mg41Sm5、Mg2Sn和MgZn2组成。合金在挤压过程中发生了较为充分的动态再结晶，挤压态合金组织中，晶粒细小，其尺寸分布于1μm-10μm之间。合金中主要分布着MgZn2、Mg2Sn和Mg41Sm5等第二相。挤压态ZMT613-0.5Sm合金断口存在明显的韧窝、解理台阶和撕裂棱，这表明挤压态合金的断裂类型为混合型断裂。断口处的第二相主要为Mg2Sn相和Mg41Sm5相，其中Mg2Sn相呈块状，Mg41Sm5相呈花瓣状。在断口处部分尺寸较大的破碎第二相附近发现微裂纹，表明这些较粗大第二相在合金的断裂过程中可成为裂纹萌生源。
挤压态ZMT613-0.5Sm合金在固溶时间为2h，固溶温度为410℃、420℃和430℃时的平均晶粒尺寸分别为82μm、79μm和80μm。固溶温度为430℃时，挤压态合金组织中晶界和晶粒内的大部分第二相已经回溶基体，只剩下少量的第二相存在于合金中，这些第二相是难溶的Mn单质以及Mg41Sm5高温相。研究表明挤压态ZMT613-0.5Sm合金在相同的固溶时间下，固溶温度为430℃时其固溶效果最理想。固溶温度为430℃，合金保温时间为2h、4h和6h时，其平均晶粒尺寸分别为80μm、84μm和90μm，保温时间为4h时，第二相的回溶已接近饱和状态，确定ZMT613-0.5Sm挤压态合金的最佳固溶处理工艺为430℃×4h。合金经过固溶处理后，组织中Mg-Sm高温稀土相中Sn元素比挤压态合金组织内Mg-Sm相固溶的Sn元素含量有所增加。
挤压态ZMT613-0.5Sm合金经过“固溶+单级时效”处理后合金组织中晶粒尺寸较为均匀，晶粒并未出现明显的长大和第二相的偏聚现象。合金组织中还存在细小的再结晶晶粒聚集区域，其形成原因是挤压态合金在部分晶界处聚集了第二相颗粒，固溶处理过程中会阻碍晶体的长大，Zn元素在后续的时效处理时容易在合金组织的晶界处形核析出，这些析出的第二相颗粒能够有效阻碍再结晶晶粒的长大。双级时效处理后的合金主要由α-Mg、Mg41Sm5、Mg2Sn、MgZn2和Mn单质组成。与挤压态合金相比，经过双级时效后的合金XRD图谱中MgZn2相的峰强增加，这是由于时效过程固溶在α-Mg基体中的Zn元素充分脱溶析出，MgZn2相含量增加所致。合金经“固溶+双级时效”处理后合金组织中晶粒尺寸整体较小，且比较均匀。双级时效合金组织中的第二相与单级时效相比数量大大增加，弥散程度较高，其中有大量的Mg-Zn相在晶界附近析出。对ZMT613-0.5Sm合金进行室温力学性能测试发现，时效态合金的抗拉强度和屈服强度远高于挤压态，但延伸率低于挤压态合金。其中，合金经双级时效处理后的综合力学性能最好，其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为396MPa、340MPa和5.8%，其中抗拉强度和屈服强度分别比挤压态增加19.6%和55.3%。