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摘要：镁合金是当前实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高等优点,因而广泛应用于对减重要求较高的航空航天领域。而通常镁合金弹性模量较低,该缺陷极大的阻碍了其在航空航天领域中的应用进一步扩大。本文采用合金化方法,引入高模量第二相粒子提高合金的弹性模量。运用金相显微分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和室温拉伸测试,对材料的组织及性能进行研究。得到如下结果：(1)以通过添加Si来提高合金弹性模量、提高RE的含量以增强合金强度为思路,以Thermo-calc软件的相图计算为理论基础,最终设计了性能优异的Mg-Gd-Y-Nd-Si-Zr系合金。(2)在Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr合金中添加了Si元素提高了合金模量,其中Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr-Si合金的最佳热处理工艺为520℃/24h+225℃/6h,该合金在挤压-T5态的性能为：σb=392MPa, σ0.2=347MPa, δ=2.7%, E=48.0GPa;通过对Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr合金相的分析,探明了合金弹性模量的提高主要原因为合金基体中大量具有高弹性模量的Mg2Si(120Gpa), Si3Gd5(168.4GPa)和Si3Y5(136.4GPa)粒子相生成。此外,大量富(RE+Si)粒子相同时生成消耗了合金中Mg-RE的含量从而导致合金时效强化效果显著降低。(3)设计并制备了高模高强镁合金Mg-4Gd-10Y-4Nd-3Si,该合金的挤压-T5态性能为：σb=413MPa, σ0.2=367MPa,σ=1.5%,E=52.0Gpa。(4)探明了该合金系中Y元素的添加与含量对于合金组织的影响。适量Y元素的添加对初生Mg2Si粒子具有显著的细化作用,随着Y含量的增加,初生Mg2Si粒子的形貌由粗大的树枝状转化为颗粒状。当Y元素的含量为0.8wt.%时,初生Mg2Si粒子被完全细化,其尺寸约为13μm。然而,随着Y元素含量进一步增加至1.2和2.4wt.%时,初生Mg2Si粒子反而又表现明显粗化,呈现出过变质现象。其机理为Y元素富集于初生Mg2Si相的生长表面并抑制其优先生长晶向的生长,即中毒效应。当Y元素的含量超过3.0μm.%时,初生Mg2Si粒子由Mg2Y相转变为富Y及Si3Y5粒子。因此可以得出当Y含量添加为0.8wt.%时,对初生Mg2Si的细化效果最佳。