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由于镁合金具有密度小、比刚度和比强度高,阻尼性能好以及电磁屏蔽等优点,因而其在汽车、航天及电子产品等领域得到越来越广泛的应用。但镁合金高温强度低、抗蠕变性能差,严重阻碍了其作为结构材料在汽车、航天等领域作为耐热零部件使用。本文以具有较好高温性能和蠕变抗力的Mg-Gd-Y基合金为基础,通过添加Sb、Mn、Si元素,尝试通过改善现有Mg-Gd-Y基合金的显微组织,来提高镁合金的高温力学性能。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高温拉伸实验、蠕变实验等检测分析技术,研究了不同成分Mg-Gd-Y基合金的显微组织、高温力学性能、蠕变性能以及微量元素对组织和性能的影响。 研究了三元合金Mg-8Gd-3Y铸态和其热处理后的微观组织特征及高温力学性能。研究表明其铸态组织是由基体α-Mg和网状的枝晶组成,晶粒粗大,枝晶间形成Mg5(Gd,Y)和Mg24(Gd,Y)5两种强化相。热处理后,第二相呈粒状或条片状,高温拉伸性能得到大幅提高,合金T6态在250℃和300℃的高温拉伸性能要明显优于目前开发比较成功的WE54和WE43。 研究了Mg-8Gd-3Y-0.8Sb、Mg-8Gd-3Y-0.8Si和Mg-8Gd-3Y-0.8Mn合金铸态及其热处理后的微观组织特征。研究表明Mg-8Gd-3Y-0.8Sb和Mg-8Gd-3Y-0.8Mn的铸态组织与三元合金Mg-8Gd-3Y的组织没有显著的区别,但含Sb(Mn)的偏聚物相对聚集;热处理后,金属间化合物在基体中的弥散程度要好于Mg-8Gd-3Y合金。测试了铸态Mg-8Gd-3Y-0.8Sb和Mg-8Gd-3Y-0.8Mn合金的高温拉伸性能,与铸态Mg-8Gd-3Y合金相比,高温强度变化不大,延伸率有一定提高。Mg-8Gd-3Y-0.8Si合金热处理前后大量稀土元素Gd和Y与Si等偏聚成块状,严重损害其高温性能,故推断含量为0.8%的Si对于Mg-8Gd-3Y合金是有害的。 测试了T6态Mg-8Gd-3Y,Mg-8Gd-3Y-0.8Sb和Mg-8Gd-3Y-0.8Mn合金的抗蠕变性能。Mg-8Gd-3Y,Mg-8Gd-3Y-0.8Sb和Mg-8Gd-3Y-0.8Mn合金在250℃、50MPa应力下具有很好的抗蠕变性能。