含钇的耐热稀土镁合金的结构和性能研究

耐热、高强和抗高温蠕变的稀土镁合金是镁合金研究与开发的重要研究课题之一。本论文主要集中于对Y和其它稀土元素复合加入镁后的镁合金结构和性能的研究。探讨了Y与其它重稀土元素如Gd、Ho复合加入镁后的镁合金的时效硬化行为和结构性能，也研究了Y与混合轻稀土金属如富铈、富镧复合加入镁后对镁合金性能的影响。还对新型Mg-Y压铸镁合金的开发为目标，探讨了这一新型合金开发的可行性。具体结果如下： 1. 研究了Y加入到Mg-10Gd-0.4Zr合金中对合金的时效硬化和性能的影响规律和Mg-10Gd-6Y-0.4Zr合金在225℃和250℃时效210h内的沉淀析出相的转变以及合金的时效硬化行为。随着Y含量的增加，合金的时效硬化反应显著增强，合金的高温拉伸强度随Y含量的增加而线性增强，其原因是合金中的β'相有好的热稳定性。 2. 研究了Y和Ho元素复合加入镁后镁合金的时效硬化反应和组织性能。研究发现，在250℃时效时，当Y和Ho元素复合加入镁后，合金固溶体的时效分解速度加快，促进了合金的时效硬化，并且，随着Y含量的增加，合金的时效硬化反应增强，力学性能也相应提高。β-Mg24Y(Ho)5和（或）β'相对合金的时效硬化起了主要的作用，而且，位错密度增加也是合金性能提高的重要原因。 3. 探讨了Y和混合轻稀土富铈（和富镧）复合加入镁后对镁合金的性能影响。富铈和富镧在镁中低的固溶度导致单独加入镁后的时效硬化反应很弱，当Y和混合轻稀土富铈（和富镧）复合加入后，合金的时效硬化反应明显增强，并随着Y含量的增加，时效硬化的反应也相应增强。富铈和富镧对Mg-Y合金固溶体的时效分解有明显的促进作用。除了基体中的沉淀强化外，仍然停留在晶界上的Mg12RE稀土相对合金的晶界也有明显的强化作用。 4. 研究开发了具有良好的力学性能和高温抗蠕变性能、低含量Y、Gd的稀土镁合金，实验结果表明该合金是一种有良好应用前景的压铸镁合金。