【摘 要】
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镁合金具有低密度、高比强度等特点,在航空航天和交通运输领域具有巨大的应用潜力。然而,塑性差、热稳定性差等缺点,阻碍了镁合金的大量应用。研究发现添加稀土元素可以大幅度提高其强度、塑性与热稳定性,但是添加稀土元素显著提高了镁合金的成本。最近的研究结果表明,引入层状、梯度等结构可在基元材料基础上进一步提高强度,同时获得较好的塑性。本文以商用镁合金（AZ系）和稀土镁合金（Mg-Y）为原材料,采用热轧复合法
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镁合金具有低密度、高比强度等特点,在航空航天和交通运输领域具有巨大的应用潜力。然而,塑性差、热稳定性差等缺点,阻碍了镁合金的大量应用。研究发现添加稀土元素可以大幅度提高其强度、塑性与热稳定性,但是添加稀土元素显著提高了镁合金的成本。最近的研究结果表明,引入层状、梯度等结构可在基元材料基础上进一步提高强度,同时获得较好的塑性。本文以商用镁合金（AZ系）和稀土镁合金（Mg-Y）为原材料,采用热轧复合法制备层状结构复合材料,着重分析近界面附近的微观组织以及力学性能,研究结果能为高强高韧、高热稳定、低稀土含量的镁合金开发提供理论指导。在400℃温度条件下,实施40%压下量可成功制备界面结合良好的AZ31/Mg-1Y/AZ31复合材料。采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和电子背散射衍射仪（EBSD）表征了材料的微观结构和化学成分分布。结果表明,在AZ31/Mg-1Y/AZ31复合材料的Mg-1Y层中,近界面区的晶粒尺寸比中心区域的晶粒尺寸更细,同时形成了比传统铸造Mg-Al-Y合金更细小的Al-Y相颗粒。为了确定近界面区显微组织的形成机制,在AZ31/Mg-1Y/AZ31复合材料的基础上进行了额外的热轧和扩散退火。分析结果表明近界面细晶区的形成与Al-Y相颗粒析出密切相关。此外,晶粒细化和Al-Y相颗粒的形成促进了Mg-1Y层近界面区的强化。为进一步探索近界面处第二相颗粒的调控方法,开展了不同扩散退火工艺以及不同合金含量原料板材条件下的Mg/Mg复合材料制备。研究表明,随着扩散退火温度/时间的增加,界面反应第二相颗粒分布范围变宽。原料板材中合金含量对复合材料近界面处第二相类型与形貌有显著影响,当Al/Y≥3（质量比）,近界面区才出现了弥散分布的Al-Y相颗粒,Al/Y比值越大,弥散分布的第二相含量越多。本文研究结果表明,可以通过固态扩散反应法在镁合金中制备细小、弥散分布的高熔点颗粒,这为制备高强、高温稳定的镁合金提供了一种新方法。
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