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铸造镁合金作为有发展前途的的工程结构材料,其在汽车和航空航天等领域的应用前景广阔。然而,现有铸造镁合金的力学性能等还难以满足工业生产对高强高韧的要求。因此,有必要在已有高强镁合金研究的基础上,进一步研究开发高强韧的新型铸造镁合金。Mg-Y-RE基镁合金作为一种有发展前途的高强铸造镁合金,其研究开发一直受到国内外的广泛关注和高度重视。然而,目前国内外对于Mg-Y-RE基铸造镁合金的研究主要集中在WE54（Mg-5.4Y-2.3Nd-1.6Gd-0.5Zr）和WE43（Mg-4Y-3Nd-0.5Zr）等Mg-Y-Nd基镁合金如上,对于Mg-Y-Ho/Dy/Gd等其它Mg-Y-RE基高强铸造镁合金的研究还涉及得非常少。众所周知,Y、Nd、Ho、Dy和/或Gd元素的物理化学性质相近且具有固溶强化效果较好等特点。因此,在已有Mg-Y-Nd基铸造镁合金研究开发的基础上,针对Mg-Y-Ho/Dy/Gd等其它Mg-Y-RE基高强铸造镁合金的设计、制备及其显微组织和力学性能展开研究,对于Mg-Y-RE基高强铸造镁合金的开发以及扩大其应用具有十分重要的理论意义和实际应用价值。本文基于WE43铸造镁合金已有的研究成果,利用X射线衍射仪（XRD）、差热分析（DSC）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析（EDS）、显微硬度和拉伸性能测试等手段,设计制备了Mg-4Y-3Ho/3Dy/3Gd-0.4Zr基新型铸造镁合金,并在此基础上研究Gd、Nd和/或Zn合金化和/或微合金化后Mg-4Y-3Ho/3Dy/3Gd-0.4Zr基镁合金显微组织和力学性能的差异以及热处理对试验合金显微组织和力学性能的影响,并得到了以下主要研究结果:1)在Mg-4Y-3Ho-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2 wt.%Zn对合金铸态组织中合金相的类型没有明显影响,均主要由α-Mg、Mg5RE以及Mg24RE5相组成。然而,在Mg-4Y-3Ho-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2wt.%Zn后,合金铸态组织中第二相的数量、形貌及分布存在一定的差异,其中复合添加1.0 wt.%Gd+0.2 wt.%Zn时沿晶界分布的共晶相增多。2)在Mg-4Y-3Ho-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2 wt.%Zn后,合金的铸态室温抗拉性能存在一定差异,其中添加0.2 wt.%Zn合金的抗拉性能相对较佳,其铸态室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了209 MPa、93 MPa和8.2%。此外,热处理对Mg-4Y-3Ho-0.4Zr基试验镁合金力学性能的影响较大。在本文的试验条件下,Mg-4Y-3Ho-0.4Zr-0.2Zn试验镁合金经T6热处理（460℃×12 h,淬水+200℃×24 h,空冷）后,合金的室温抗拉强度和屈服强度下降明显分别下降了16.4%、11.4%,但延伸率大幅度地提高,达到了13.3%。3)在Mg-4Y-3Dy-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2 wt.%Zn对合金铸态组织中合金相的类型没有明显影响,均主要由α-Mg、Mg5RE以及Mg3RE17相组成。然而,在Mg-4Y-3Dy-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2wt.%Zn后,合金铸态组织中枝晶的形貌存在一定差异,其中添加1.0 wt.%Gd合金的组织主要由等轴树枝晶组成且晶界比较明显,而添加0.2 wt.%Zn以及添加1.0wt.%Gd+0.2 wt.%Zn合金组织中的一次和二次枝晶比较发达且枝晶间距较小。4)在Mg-4Y-3Dy-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Gd和0.2 wt.%Zn后,合金的铸态室温抗拉性能存在一定差异,其中添加1.0 wt.%Gd合金的抗拉性能相对较佳,其铸态室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了214 MPa、110 MPa和5.8%。此外,热处理对Mg-4Y-3Dy-0.4Zr基试验镁合金力学性能的影响较大。在本文的试验条件下,Mg-4Y-3Dy-1.0Gd-0.4Zr试验镁合金经T6热处理（460℃×12 h,淬水+200℃×24 h,空冷）后,合金的室温抗拉强度和屈服强度下降明显分别下降了43.9%、22.8%,但延伸率明显增加,达到了7.8%。5)在Mg-4Y-3Gd-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Nd和0.2 wt.%Zn对合金铸态组织中合金相的类型没有明显影响,均主要由α-Mg、Mg5RE以及Mg24RE5相组成。然而,在Mg-4Y-3Gd-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Nd和0.2wt.%Zn后,合金铸态组织中枝晶的形貌和分布存在一定的差异,其中添加1.0 wt.%Nd和添加0.2 wt.%Zn合金组织中出现了比较明显的枝晶偏析,而添加1.0 wt.%Nd+0.2wt.%Zn合金组织中树枝晶比较清晰。6)在Mg-4Y-3Gd-0.4Zr试验镁合金中单独和复合添加1.0 wt.%Nd和0.2 wt.%Zn后,合金的铸态室温抗拉性能存在一定差异,其中添加1.0 wt.%Nd+0.2 wt.%Zn合金的抗拉性能相对较佳,其铸态室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了201 MPa、104 MPa和6.0%。此外,热处理对Mg-4Y-3Gd-0.4Zr基试验镁合金力学性能的影响较大。在本文的试验条件下,Mg-4Y-3Gd-1.0Nd-0.4Zr-0.2Zn试验镁合金经T6热处理（460℃×12 h,淬水+200℃×24 h,空冷）后,合金的室温抗拉强度和屈服强度下降明显分别下降了14.7、8.6%,而延伸率稍微增加到6.6%。