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由于对减重环保的要求越来越高,金属镁及其合金的应用越来越受到人们的青睐,目前无论是汽车工业还是航空航天工业都在积极尝试镁合金的应用,不断挖掘其应用的潜力。然而由于传统镁合金耐热性差、抗蠕变性能差、强度较低以及成形性能差而使得其应用受到限制。而稀土元素的加入,不但可以提高镁合金的室温和高温强度,而且还能够改善镁合金的耐热性能、抗蠕变性能和热处理性能。本文以Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr镁合金为例,研究了其热处理强化过程中组织的演化规律及强化机理。为了满足航空航天领域对高性能轻质薄壁回转体构件的需求,首先研究了该合金的热变形行为及组织演化规律,计算了合金的激活能,建立了热加工图。以此为基础探究了该合金的热旋成形工艺,分析了该合金在旋压成形过程中组织和性能的演化规律。结果表明:Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr镁合金初始状态主要由α-Mg基体,晶界Mg3(Gd,Y,Zn)相,少量的晶内层片状14H长周期相,富稀土块状相和偏聚的Zr元素组成。500℃、10h固溶后合金的固溶强度最高,主要是由于晶界Mg3(Gd,Y,Zn)相不断的分解,稀土元素向晶粒内部扩散,在晶内过饱和且较为均匀分布造成的。210℃、120h峰值时效后,沿晶界析出许多细小的颗粒相,晶内也析出了富稀土相颗粒以及偏聚的Zr元素,使得合金的屈服强度和抗拉强度明显提高,而延伸率显著降低。Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr镁合金在热压缩过程中,随着温度的升高和应变速率的降低流动应力减小,但是其动态再结晶体积分数却不断升高。变形激活能为Q=260.85KJ/mol。由热加工图可知该合金合理的变形参数窗口为:温度为375℃-440℃,应变速率为0.001s-1-0.006s-1的低温低应变速率区;温度为440℃-460℃,应变速率为0.006s-1-0.2s-1的中温中应变速率区;温度为460℃-475℃,应变速率为0.2s-1-1s-1的高温高应变速率区。低温高应变速率下易变形失稳;高温低应变速率下,晶粒有长大趋势。Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr镁合金合理的热旋温度区间为440℃-460℃。减薄率较小时,材料沿厚度方向变形不均匀,内表面变形量小而外表面变形量大。随着总减薄率的增加,材料的强度首先升高,但是总减薄量过大时,由于材料内部产生微裂纹而使得其性能降低。