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在过去的十几年间,由于镁合金在汽车行业、航空航天、医疗器械、国防军事、3 C产业等领域中的巨大应用潜能而被人们广泛关注。镁合金具有低密度、高比强度、良好的导热性、良好的电磁屏蔽性能和抗辐射性能等诸多特点,被誉为新型“绿色工程材料”。”但是,镁合金热稳定性差、强度低等性质限制了镁合金的应用范围。研究发现,能够大量固溶于Mg中的元素,都可以起到强化镁合金的作用,其中稀土元素是目前改善镁合金耐热性最有效和最具使用价值的元素。已有研究表明,在Mg-Zn合金中添加元素Gd会有效地改善合金的力学性能和耐腐蚀性,但是作为Mg-Zn-Gd系合金研究基础的相图及其相关相的热稳定性,还需要更系统深入地研究。因此,本实验对Mg-Zn-Gd系三元化合物的热稳定性及其相关相平衡进行了研究。本实验熔制了 7个成分的Mg-Zn-Gd合金,分别进行400℃/5-7周、440℃/2周、475℃/1周的平衡热处理。采用合金平衡组织结构分析法,借助扫描电子显微镜分析、透射电子显微镜分析、电子探针X射线显微分析、X射线衍射分析和差示扫描量热分析等检测手段,对Mg-Zn-Gd三元系富Mg角三元化合物的相变关系及其平衡相关系进行了研究,并获得了 400℃、440℃和475℃下的等温截面图。研究结果表明,在Mg-Zn-Gd三元系富Mg角存在着可与α-Mg平衡共存的三元化合物Z相、W相和H相。Z相的成分为Mg:30-37,Zn:54-61,Gd:6.9-8.1(摩尔分数,%,下同);具有六方晶体结构,其晶格常数为a=b=1.46330nm,c=0.87610nm,W相的相成分为Mg:26-32,Zn:48-50,Gd:21.5-25.5,具有面心立方晶体结构,其晶格常数为 a=b=c=0.69138nm;H 相的相成分为 Mg:27-34,Zn:54-60,Gd:11.6-13.3,可能具有六方晶体结构。Z相在427.5℃之前能够稳定存在,随着温度的继续升高,Z相开始向H相转变。H相在443.2℃之前可以稳定存在,随着温度的继续升高开始向W相转变。W相在480.5℃前可以稳定存在,随着温度的继续升高逐渐转变为液相。Mg-Zn-Gd三元系富Mg角在400℃时存在着三相平衡α-Mg+L+Z和α-Mg+Z+H。在440℃时,存在着三相平衡α-Mg+H+W和α-Mg+L+H;Z相则不再与α-Mg平衡共存。在475℃时,存在着三相平衡α-Mg+L+W;H相也不再与α-Mg平衡共存。