论文摘要
二十世纪九十年代英国科学家开发的Mg-Y-Nd系合金具有优良的耐热性能,随着航空航天等高科技领域的发展,开发耐热性能更高的镁合金已经迫在眉睫。本文在Mg-Y-Nd系合金的基础上添加Dy元素制备Mg-Y-Nd-xDy（x=1～3）合金,研究加入Dy元素对合金铸态和热处理态组织形貌、相分布和元素分布的影响,以及对合金热处理态力学性能的影响。Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr（x=0,1,2,3）合金铸态晶粒尺寸、组织形貌和相结构和组成基本相同。晶粒尺寸约为50μm,f.c.c结构骨状相分布在晶界并在三角晶界处偏聚,f.c.c结构块状相主要分布在骨状相边缘。随着Dy含量的增加析出相数量逐渐增多,但并未改变析出相的结构和种类。Mg-4Y-3Nd-0.5Zr合金峰时效态析出相分布均匀但较粗大,加入Dy元素以后,峰时效态析出相细小弥散,尺寸仅为加入之前的1/101/20,约为20nm。Mg-4Y-3Nd-0.5Zr合金热处理工艺为525℃固溶8h,250℃时效16h;Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr合金的热处理工艺为525℃固溶8h,225℃时效12h。Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr（x=0,1,2,3）合金铸态组织中,Nd主要分布在晶界析出相中;Y和Dy较均匀分布在晶界上;Zr以Zr环和颗粒状形式分布在晶内。而热处理之后,各RE元素均匀分布,没有产生明显偏聚,而Zr的分布并未改变。对比各成分合金热处理态力学性能发现:随着Dy含量的增加,室温和高温抗拉强度及屈服强度明显提高,塑性逐渐降低。Mg-4Y-3Nd-3Dy-0.5Zr合金与Mg-4Y-3Nd-0.5Zr合金对比,室温抗拉强度提高17.5%,300℃抗拉强度提高45%。Dy元素显著提高合金的强度,尤其是高温强度。Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr（x=0,1,2,3）合金随着Dy含量的增加,室温拉伸断口由准解理断裂向解理断裂转变。随着温度的升高,拉伸断口由脆性断裂向韧性断裂转变,在300℃下均为韧性断裂。