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镁合金具有密度低、阻尼性能好、电磁屏蔽能力强以及高的比强度和比刚度等优点，在航空航天、交通工具、电子通讯等领域具有广泛的应用前景，被誉为21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。但是，镁合金的塑性变形能力较差、室温韧性低、屈服强度低和耐腐蚀性能不良，长期以来阻碍了镁合金的应用。AZ31合金是最常用的变形镁合金之一，本文针对其使用和加工过程中存在的问题，旨在采用稀土微合金化，并稀土相球化技术，提高AZ31变形镁合金综合性能。 论文采用金相观察、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度、拉伸性能、冲击韧性、自腐蚀电位、极化曲线等分析手段，较系统地研究了RE(混合稀土)及RE和Sb对AZ31合金显微组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响，并分析了针状、球化稀土相的组成与结构。 微量RE的加入可显著细化合金的组织，随着RE加入量的增加，细化效果逐渐明显，当RE的加入量为1％时，合金基体相平均晶粒尺寸从原来的120μm左右细化至35μm；沿晶界分布的网状β相断开，分散；RE加入量超过1％时，组织不再发生明显变化；稀土相呈粗大针状沿晶界分布，将对基体产生割裂作用，并在受力时引起应力集中。 稀土合金化AZ31镁合金中加入适量的Sb，不仅使基体组织更加细化，平均晶粒尺寸细化至30μm，更重要的是可使原来粗大针状相转变为沿晶界和晶内同时弥散分布的细小球状。稀土相的有效球化可消除针状稀土相对合金强度、塑韧性的不利影响。 微量RE的加入使ZA31镁合金的力学性能得到不同程度的提高。RE的加入量为1％时，合金的显微硬度、屈服强度、抗拉强度、高温延伸率分别比AZ31提高了7％、13.7％、15％和53.5％。加入Sb对稀土相有效球化后，合金的力学性能得到近一步提高，显微硬度、屈服强度、抗拉强度、高温延伸率分别比AZ31提高了10％、31.5％、24.4％和62.8％。试验得出的RE和Sb的最佳加入量为1％RE和1％Sb，此时合金的晶粒尺寸和力学性能最佳。