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由于我国具有丰富的稀土资源和镁资源，而怎样将两大资源优势有利结合转化成技术优势成为主要研究课题。稀土镁合金正好具有这种独特的优势，它是镁合金的良好添加剂，具有好的耐热性能、耐腐蚀性能、可能成为二十一世纪镁工业发展的关键材料。在传统铸造镁合金基础上通过添加稀土元素Yb提高合金的综合性能，研究稀土Yb对Mg-9A1基重力铸造和压力铸造合金的组织与性能的影响，探索合金中稀土的作用规律及强化机理，最终目标是改善和提高传统铸造镁合金的综合性能。
通过重力铸造和压力铸造工艺制备了Mg-9wt.％Al-0.7wt.％Zn-0.2Mn-0～1.2wt.％Yb合金，研究了合金的铸造成形、合金强化相、微观组织、力学性能、蠕变性能以及腐蚀性能。结果表明，合金流动成形性良好，合金组织细致均匀，无明显铸造缺陷，铸造性能良好；Mg-Al-Zn-Mn-Yb合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12、Al11Yb3、α+β共晶相及少量Al6Mn4Yb相组成。随着稀土Yb的加入，在晶界处富集形成Al11Yb3相，Yb元素有效细化了合金的晶粒，增强了合金的力学性能，室温下AZ91D+1.2Yb合金的力学性能达到最大，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为205MPa，123MPa和4.9％；Yb之所以提高AZ91D合金的力学性能主要是因为稀土Yb细化了合金组织，凝固期间在晶界富集阻碍晶粒长大，同时晶界处生成了高熔点Al11Yb3相，阻碍了位错运动和晶界滑移，钉扎了晶界。
虽然Yb属于重稀土元素，但是它的原子半径、金属熔点、原子电负性、金属杨氏模量等与其它重稀土元素相差较大，而相应的数值更接近于轻稀土元素，这些特点也证明了Yb的晶粒细化作用也与轻稀土 Nd、Ce、La的作用效果相似，生成相同的Al11RE3相结构。因而，Yb主要通过细晶强化、析出强化共同作用，提高了AZ91D合金的力学性能。传统的镁合金在作为世界用量最大的铸造镁合金，AZ91D的最高使用温度为120℃，本研究期望稀土Yb的加入能够提高合金的使用温度，扩大该系合金的应用，扩展镁合金的使用范围。