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镁合金因其比强度高、质量轻而在航空航天、交通运输业中有着较为广阔的应用潜力和发展空间。但镁合金较低的强度和延展性阻碍了其在工业上的应用。近年来,镁合金中长周期堆垛有序(LPSO)结构引起了人们的广泛关注,该结构具有特殊的原子堆垛排列和高温热力学稳定性,能够显著提升合金的常温和高温性能。本文利用常规铸造法制备出高强韧Mg-Y-Zn-Li长周期结构镁合金,研究了Li元素的添加、不同热处理工艺和Zn/Y原子比对Mg-Y-Zn-Li合金中长周期结构增强相形成和演化规律的影响,以及微观结构和力学性能之间的联系。研究结果表明:(1)铸态Mg94-xY4Zn2Lix合金系中,少量Li的添加促进合金中18R-LPSO相的形成,同时细化晶粒;过量Li的添加不利于合金中18R-LPSO相的形成,反而促进(Mg,Zn)24Y5共晶相的形成,并使合金晶粒粗大。当Li添加量为5at.%时,合金主要由α-Mg、18R-LPSO相和少量(Mg,Zn)24Y5共晶相组成,晶粒最细,力学性能最优:宏观硬度76.5HB,抗拉强度189MPa,伸长率3%。(2)不同的固溶温度、固溶时间以及冷却方式会使Mg89Y4Zn2Li5合金组织结构产生很大变化。随炉冷却促进合金基体中形成大量14H-LPSO相,而水淬抑制14H-LPSO相的形成。Li的添加使14H-LPSO相直接以沉淀形式析出,而不是由18R-LPSO相转变形成的。(3)经200℃/30h时效处理后,随炉冷却Mg89Y4Zn2Li5合金因其基体中存在14H-LPSO相以及β'相,综合力学性能最佳:抗拉强度227MPa,伸长率9.9%。(4)在Mg-Y-Zn-Li合金系中,不同Zn/Y原子比会对合金的组织及性能产生较大影响。当Zn/Y原子比为2时,铸态Mg92Y1Zn2Li5合金组织主要由α-Mg和W相组成,晶粒粗大,力学性能较差。当Zn/Y原子比为1时,铸态Mg91Y2Zn2Li5合金组织主要由α-Mg、W相和18R-LPSO相组成,晶粒细小,力学性能较好:宏观硬度67.5HB,抗拉强度182MPa,伸长率9.8%。(5)经500℃/40h固溶处理后,Mg92Y1Zn2Li5和Mg91Y2Zn2Li5合金中第二相都完全溶解,两组合金中均形成大量高弥散度的球状颗粒相(MgYZn2)。但Mg91Y2Zn2Li5合金中球状颗粒相的数量更多、弥散度更高,同时基体中又有大量14H-LPSO相析出。球状颗粒相和14H-LPSO相的协同强化作用,使Mg91Y2Zn2Li5合金的宏观硬度达70.2HB,抗拉强度达206MPa,伸长率达16.9%。