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镁合金是目前工业应用中最轻的结构材料,具有比强度、比刚度高,尺寸稳定性高,电磁屏蔽能力强,易回收等优点,广泛的应用于汽车产业、电子通讯、航空航天及国防军用等方面,被誉为“21世纪绿色工程材料”。 本文通过合金成分设计,制备出三种不同成分含量的Mg-Zn-Er铸态合金,分别为Mg-5Zn-0.63Er(wt.%)、Mg-5Zn-1.25Er(Wt.%)、Mg-5Zn-6.25Er(wt.%)合金。并设计了三种合金的热处理工艺,利用XRD、DSC、OM、SEM、TEM和HREM等手段研究了热处理态的三种Mg-Zn-Er合金中的第二相形貌转变及分布。 通过不同的热处理工艺研究了在铸态时含有准晶Ⅰ相的Mg-5Zn-0.63Er(wt.%)合金的显微组织演变。Mg-5Zn-0.63Er合金分别在440℃、460℃、480℃和500℃固溶10 h。研究发现合金在480℃固溶处理10 h以后,准晶Ⅰ相全部分解,晶内有颗粒状W相析出,合金晶粒尺寸有所增加。固溶态的Mg-5Zn-0.63Er合金在175℃时效6-100 h。合金在保温30 h后达到硬度峰值。因此,Mg-5Zn-0.63Er合金的最佳热处理工艺为480℃固溶10 h,在175℃保温30 h。Mg-5Zn-0.63Er合金经热处理后力学性能得到明显改善,其室温抗拉强度为261MPa,延伸率为10.5%。Mg-5Zn-0.63Er合金力学性能的提高主要是由于在时效过程中大量MgZn2相的析出。这种MgZn2相与基体有很好的共格关系,可以有效的阻碍晶界以及位错的滑移从而提高了合金的力学性能。 对铸态时含有准晶Ⅰ相和W相的Mg-5Zn-1.25Er合金进行了热处理研究,确定其最佳的热处理工艺为520℃固溶10 h,在175℃保温12 h。但通过室温拉伸试验得到热处理后的Mg-5Zn-1.25Er合金力学性能与铸态合金相比无明显变化。对于铸态时只含有W相的Mg-5Zn-6.25Er合金的最佳热处理工艺为520℃固溶10 h,在175℃保温42 h。但Mg-5Zn-6.25Er合金在经过热处理之后,拉伸强度明显下降,只有延伸率稍有改善。这种现象可能是由于Mg-5Zn-1.25Er和Mg-5Zn-6.25Er这两种合金采用本文的热处理工艺无法析出大量MgZn2相,因此力学性能反而下降。