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摘要：本课题采用铸锭冶金法制备了工业纯铝、Al-0.2Yb、Al-0.2Zr、 Al-0.2Zr-0.2Yb、Al-0.3Zr-0.2Yb、Al-0.2Er、Al-0.2Zr-0.2Er和Al-0.3Zr-0.2Er等合金。采用金相组织观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)、高分辨透射电镜观察(HREM)和扫描透射电镜(STEM)观察等组织分析技术以及显微硬度仪、MTS拉伸仪和电导率测试仪等性能测试手段,研究了10种实验合金在不同状态(析出退火态、冷轧态、再结晶退火态)下的微观组织和性能,分析讨论了Zr与Yb的复合微合金化及Zr与Er的复合微合金化的作用机制。得到主要结论如下：(1)在400℃退火,复合微合金化的铸态Al-0.2Zr-0.2Yb合金的退火峰值硬度达到480MPa,高于单一微合金化Zr或Yb的强化之和。Al-0.2Zr-0.2Yb合金在析出退火时生成了弥散的纳米级的壳核结构的Al3(Yb,Zr)析出相,析出相核心富集Yb原子,外层富集Zr原子。(2) Al3(Yb,Zr)粒子的壳核结构、强化作用和耐粗化性能得益于Zr、Yb的协同作用,扩散速率较大的Yb促进了Al-Zr固溶体的分解,Zr富集在Yb相外围,抑制了相的粗化。稀土Yb元素可以改变铝合金中含Fe相的形貌和分布。经过620℃固溶再时效的Al-0.2Zr-0.2Yb合金生成了粗大的Al (Yb,Zr)粒子。(3) Al-0.2Zr-0.2Yb合金冷轧板材的抗拉强度为180MPa,比工业纯铝提高了49MPa；Al-0.2Zr-0.2Yb和Al-0.3Zr-0.2Yb合金表现出较好的长时耐热性能。Al-0.2Zr-0.2Yb合金再结晶终了温度为470℃,而Al-0.2Yb合金再结晶温度为360℃,弥散、热稳定好的Al3(Yb,Zr)粒子可以有效钉扎位错和晶界,提高合金再结晶温度；Al-0.2Zr-0.2Yb合金的再结晶形核机制属于亚晶粒聚合、粗化的形核机制。(4)Zr与Er在铝合金中具有复合微合金化的作用,铸态Al-0.2Zr-0.2Er合金在400℃退火的峰值硬度为440MPa,大于两者单独添加产生的强化作用之和；Al-0.2Zr-0.2Er合金生成了弥散的,内层富集Er元素外壳富含Zr元素的Al3(Er,Zr)相,且Al3(Er,Zr)相的粗化时间指数明显小于Al3Er相的。(5)冷轧板材Al-0.3Zr-0.2Er合金的抗拉强度为178MPa,Al-0.2Zr-0.2Er和Al-0.3Zr-0.2Er合金表现出较好的长时耐热性能,并且Al-0.3Zr-0.2Er合金具有较好的再结晶抵抗力,其再结晶终了温度为485℃。