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铝合金具有密度低、比强度和比刚度高的特点,目前已在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。为了进一步拓展铝合金的应用领域,需要采取一定的措施以改善铝合金的组织,提高铝合金的力学性能。稀土元素被认为是改善铝合金组织及力学性能的主要合金元素之一,因此,研究稀土元素在铝合金中的作用对于发展新型高强、高韧铝合金具有重要的理论参考价值和实际指导意义。本课题选用Al-4%Mg合金为母合金,向其中加入不同含量的稀土元素Ce、Nd,经过熔炼、浇铸、热挤压,制备了含Ce、Nd量不同的热挤压Al-Mg-RE合金。显微组织观察表明,稀土元素的添加可以显著地细化热挤压Al-Mg-RE合金的晶粒,且晶粒细化效果与稀土元素的加入量有关。此外,稀土元素的加入亦可导致含稀土第二相的形成。室温拉伸实验结果表明,稀土元素的添加可以有效地提高热挤压Al-Mg-RE合金的抗拉强度和屈服强度,其中当稀土元素Ce的加入量为0.5%时,可使抗拉强度提高30.2%,屈服强度提高47.9%;另一方面,加入适量的稀土元素Nd可提高合金的室温断裂伸长率,当Nd的加入量为0.5%时,断裂伸长率可达34%。低周疲劳实验结果表明,稀土元素Ce和Nd的加入可以有效地提高热挤压Al-Mg-RE合金的疲劳寿命;在疲劳变形期间,热挤压Al-Mg-RE合金可表现为循环应变硬化、循环稳定和循环应变软化,主要取决于外加总应变幅的高低以及稀土元素的加入类型和加入量;热挤压Al-Mg-RE合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间分别服从Coffin-Manson和Basquin公式;热挤压Al-Mg-RE合金在较高的外加总应变幅下疲劳变形时,其循环滞后回线上出现了锯齿状起伏的现象,说明合金在疲劳变形期间发生了动态应变时效。断口分析结果表明,拉伸加载条件下,热挤压Al-Mg-RE合金的拉伸断口呈现明显的韧性断裂特征;低周疲劳加载条件下,合金的低周疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生于试样表面,并以穿晶方式扩展。