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随着节能环保法律和法规要求的逐步苛刻,作为实际金属工程材料中最轻的镁合金的用量急剧增加,对镁合金材料的性能要求也逐步提高。AM50镁合金是目前广泛应用的铸造镁合金,具有适度的强度和良好的塑性。AM50镁合金显微组织中粗大网状的β-Mg17Al12相是影响其塑性的关键因素,限制了其在具有良好塑性要求的汽车安全系统部件产品中的应用。本文以Mg-5A1体系为研究对象,以纯镁作为参照对象,研究和探讨了稀土元素Gd的添加对AM50合金和纯Mg的组织和力学性能的影响。通过采用阶梯试样的方法,研究了冷却速度对AM50-Gd合金的组织和性能影响。通过测定极化曲线,测试了不同合金体系和稀土Gd含量对合金耐腐蚀性能的影响。本文试图通过添加Gd的方式,提高Mg-5A1合金体系的强韧性及耐腐蚀性能,以满足实际生产的需要。研究结果表明,随着Gd含量增加,AM50-Gd合金的晶粒显著细化,当Gd含量为2.3%时,试验合金的平均晶粒尺寸最小,细小晶粒的比例最高。Gd的添加可促进合金熔体中高熔点的Al2Gd和Al-Mn-Gd相的形成,减少了β-Mg17Al12相的数量。作为参照体系的Mg-Gd二元合金,随着Gd含量的增加,Mg-Gd二元合金的晶粒得到细化,合金中的析出相为Mg5Gd。上述研究结果表明,Gd可优先与镁合金熔体的Al和Mn元素反应,并形成金属间化合物,有效的抑制了β-Mg17Al12相的形成。Al2Gd和Al-Mn-Gd相的析出在促进形核率的同时,也起到了析出强化的作用,显著提高了合金的强度和塑性。在本论文的研究范围内,合金的抗拉强度最高可达189MPa,延伸率最高为12.2%,与此同时还可以有效的提高AM50-Gd合金的耐腐蚀性能。不同冷却速度的试验表明,提高冷却速度可显著细化的晶粒尺寸,尺寸细小的晶粒大大的提高了合金的塑性,合金的延伸率最高达到了18.57%。综上所述,通过添加稀土Gd的方式,可以有效的提高AM50合金的强度,塑性和耐蚀性能。通过提高冷却速度,还可以进一步细化AM50-Gd合金的晶粒尺寸,并提高塑性。上述性能的提高能够满足汽车安全系统部件对材料强韧性能的要求,具有工业化生产的潜质。