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本文通过半连续铸造工艺制备了直径为110mm的Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(wt.%)镁合金。综合运用光学显微镜、X射线衍射仪、带能谱分析仪的扫描电子显微镜和材料力学性能(拉伸性能、压缩蠕变和压入蠕变性能)试验等分析手段对合金锭不同部位进行热处理优化,比较不同部位试样在不同热处理状态(铸态,固溶态,峰值时效态)下的室温拉伸性能以及合金锭1/2半径处峰值时效态试样的高温拉伸性能,探讨了不同冷却速度、热处理状态及温度对合金组织及力学性能的影响。最后,研究了温度和应力对峰时效态合金组织及压缩、压入蠕变性能的影响。研究结果表明:半连铸锭径向由边部往中心,冷却速度逐渐减小,晶粒尺寸逐渐增大,晶界第二相逐渐增多。GW83K合金铸态组织主要由α-Mg基体和共晶相Mg24(Gd,Y)5组成;固溶态组织由α-Mg过饱和固溶体与少量方块相组成;而时效态组织主要由α-Mg基体、析出相和方块相组成。综合铸锭不同部位固溶试样的力学性能,合金锭的优化固溶工艺为500oC×4h。合金锭边部T6态试样具有最优综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为234MPa、372MPa和6.6%。不同热处理态合金具有不同的断裂方式。铸态GW83K合金的室温断裂方式为准解理断裂,固溶态合金的室温断裂方式为穿晶准解理断裂;低温峰值时效态合金的室温断裂方式为穿晶解理和沿晶混合型断裂,200oC峰值时效态的合金断口SEM形貌中呈现更多的沿晶断裂特征;峰时效态试样在300oC高温下的拉伸断口主要由撕裂棱,韧窝和晶界构成,包含更多的韧性断裂特征,断裂方式转变为沿晶断裂。进一步研究T6态GW83K合金的蠕变性能表明,温度和应力是影响合金压缩蠕变和压入蠕变的重要因素,随着蠕变温度和加载应力的升高,稳态蠕变速率变大。T6态合金在压缩蠕变时,在250oC-300oC/80MPa-120MPa区间,蠕变机制为位错交滑移,50MPa-80MPa区间,蠕变机制为位错攀移;而在200oC/120MPa下,应力指数为2.71,蠕变机制为位错滑移,当应力区间在50MPa-80MPa,蠕变激活能较低,晶界滑移机制起较大作用。T6态合金在压入蠕变时,在250oC-300oC/270-360MPa区间,蠕变机制为位错交滑移,150MPa-270MPa区间,蠕变机制为位错攀移;而在200oC/360MPa下,应力指数为3.27,蠕变机制为位错滑移,当应力区间在150MPa-270MPa,蠕变激活能较低,晶界滑移机制起较大作用。