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镁合金作为最常用的金属结构材料之一,其在工程中的大规模应用却受限于它较差的室温塑性和强度。合金成分优化设计是有效提高镁合金室温综合力学性能的方式之一,已有研究表明稀土元素于镁合金而言是一种有效的合金化元素,常应用于高强韧型镁合金设计中,但稀土元素常常和其他合金元素共同作用于镁合金,而单一稀土元素在镁合金中的作用还不够清晰。因此,研究稀土元素在镁稀土二元合金中的作用,有利于指导稀土元素在商业镁合金中的应用。基于合金化与设计,本论文选用重稀土元素Er作为添加元素,设计并制备了实际Er含量分别为0.4wt.%、0.9wt.%及1.8wt.%的Mg-Er二元合金,利用金相显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、室温力学性能测试、析氢曲线测试和塔菲尔极化曲线测试等手段研究了稀土元素Er对铸态、固溶态及热挤压态合金的显微组织、室温力学性能和腐蚀性能的影响,并分析了重稀土元素Er在镁合金中的作用。主要结论如下:(1)对于铸态的Mg-xEr(x=0.4,0.9,1.8)合金,合金铸锭1/2半径处的晶粒均为粗大的柱状晶,由α-Mg基体和均匀分布在晶界和晶粒内部的第二相粒子组成。随着Er含量的增加,合金的断裂延伸率逐渐增加,维氏显微硬度逐渐下降。(2)对于固溶态的Mg-xEr(x=0.4,0.9,1.8)合金,合金锭子中心的晶粒呈现为大小不均匀的等轴晶粒,黑色的第二相颗粒基本溶入α-Mg基体中,3种成分的Mg-Er合金中物相组成均只有α-Mg相,且合金的轴比c/a值和纯镁相当。随着Er含量增加,平均晶粒尺寸逐渐减小,断裂延伸率逐渐增加,其中Mg-1.8Er合金的综合力学性能最佳。(3)对于挤压态的Mg-xEr(x=0.4,0.9,1.8)合金,元素Er对合金在热挤压过程中的动态再结晶起阻碍作用。3种成分的Mg-Er合金的挤压态晶粒均呈现为细小的再结晶晶粒,其中Mg-0.4Er合金发生了完全再结晶,而Mg-0.9Er和Mg-1.8Er合金发生部分再结晶,Mg-1.8Er合金组织中存在比Mg-0.9Er合金更多的平行于挤压方向的大变形晶粒。随着Er元素含量增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐下降,合金再结晶进程减慢。(4)元素Er能弱化挤压态合金的基面织构强度,并阻碍沿挤压方向压缩过程中孪生的发生。合金经过热挤压之后,元素Er仍然以固溶原子的形式存在于Mg基体中,3种成分的Mg-Er合金均呈现出典型的(0002)基面织构。随着Er含量的增加,基面织构峰值强度逐渐下降,沿挤压方向压缩3%试样的显微组织中孪晶数量逐渐减少。(5)元素Er能有效改善合金沿着挤压方向的拉-压屈服强度不对称性。随着Er含量的增加,合金拉伸变形及压缩变形的屈服强度均呈现上升趋势,压缩变形的屈服强度增速更大,室温压缩和拉伸屈服强度比值越来越接近1,合金拉-压不对称性减小。(6)元素Er能抑制合金阴极析氢反应和阳极材料溶解反应,从而改善合金的耐腐蚀性能。随着Er含量的增加,合金在3.5wt.%NaCl溶液中的析氢速度逐渐减小,相同电极电位对应的电流密度减小,合金的自腐蚀电流密度减小。