机械工程学报

作者：张一凡, 聂慧慧, 陈洪胜, 郑留伟

单位：1. 太原理工大学机械工程学院 太原 030024； 2. 先进镁基材料山西省重点实验室 太原 030024； 3. 太原理工大学分析测试中心 太原 030024

关键词：低稀土,镁合金,时效,弥散析出,强化；

基金：国家自然科学基金(52005362)和山西省基础研究计划面上(202303021221005，20210302103163)资助项目

高强稀土镁合金在航空航天和交通运输等领域具有广阔的应用前景，然而通过提高稀土含量获得高强镁合金的常规技术手段大幅增加了材料制备成本，因此亟待开发一种稀土含量较低的高强度低成本镁合金。探索Mg-5.3Gd-4.1Y-0.13Zr固溶态镁合金在轧制变形及后续时效过程中的组织性能演变规律，定量计算各强化手段的贡献值，重点阐明峰时效下特殊的析出强化机制。结果表明：全时期都存在的立方型化合物Mg5(GdY)主要分布在晶界处，尺寸从40 nm到300 nm不等，质地较软，强化效果差。峰时效下观察到2~6 nm椭球状析出相弥散分布在基体中，由于稀土元素含量较低，该析出相只形核、不长大，对合金具有显著的强化作用。峰时效下，合金的屈服强度达到341.14 MPa，其中析出强化的贡献值为159 MPa，占比高达47%；抗拉强度达到504.40 MPa，优于多数Mg-Gd系和Mg-Gd-Y系合金。这是在低稀土含量条件下，通过调控析出相的形核生长行为从而调控其形貌及分布，最终获得高强镁合金的新方法，为借助析出相调控来设计开发高强稀土镁合金提供了新原理和新思路。

来源：2025年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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