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冷却速度及热处理工艺对Mg-Y-Gd-Zn系合金显微组织和力学性能的影响

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本文在总结国内外耐热镁合金发展经验的基础上，自行开发了以(Mg96Y3Gd1)99.85Zr0.15合金为基，通过添加Zn元素制备了几种不同成分高强度耐热镁合金。 系统研究了冷却速度及热处理工艺对Mg-Y-Gd-Zn系合金显微组织和力学性能的影响；通过OM、XRD和SEM分析，研究了Zn对Mg-Y-Gd-Zn系合金基体形貌和析出相的形态、分布和晶体学特征的影响；研究LPSO结构的形成、转变与控制及其对合金力学性能的影响。 研究表明，Mg-Y-Gd-Zn系合金具有较好的高温力学性能。Zn的加入，晶界上形成高温稳定的18R长周期结构相Mg12Y1Zn1相，进一步提高了合金的高温力学性能，同时在铸态合金的基体内也出现长周期结构。通过热处理工艺的优化，使(Mg96Y3Gd1)99.85Zr0.15和(Mg95Y3Gd1Zn1)99.85Zr0.15两种合金室温抗拉强度分别达到322MPa和290MPa，屈服强度达到233MPa和185MPa，在250℃高温下抗拉强度分别达到289MPa和319MPa。随着多个滑移系的开动以及塑性的改善，加Zn合金中由于高温稳定相的存在，Mg-Y-Gd-Zn系合金在高温下表现出了高于常温的力学性能。 此外，本文通过不同冷却方式铸造(Mg95Y3Gd1Zn1)99.85Zr0.15合金组织的对比以及通过控制热处理工艺，讨论了LPSO结构的演变过程，并初步确定了控制其生长的工艺。同时，也讨论了LPSO结构的存在对Mg-Y-Gd-Zn系合金力学性能的影响。

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