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ZK60变形镁合金由于具有优异的综合力学性能在工业上得到广泛应用。主要原因在于该合金组织细小,并且时效过程中析出β’1及β’2强化相,这些弥散分布的第二相阻碍位错滑移,使合金具有较高的强度。然而,ZK60合金在变形过程中容易发生热裂,且商用ZK60镁合金挤压态屈服强度约为240MPa,需要进一步研究以提高其力学性能,从而扩展其应用。大量研究工作指出:准晶相具有特殊的晶体结构,热稳定性高,具有较高的强度和低的界面能,可与Mg基体有良好的界面匹配关系,有望改善镁合金的力学性能。因此,本文在ZK60现有研究的基础上添加合金元素,制备含有准晶相的新型镁合金,并调控基体中纳米第二相析出密度,以改善ZK60镁合金的力学性能和变形性能。基于Mg-Zn-Y和Mg-Zn-Cu三元相图以及Thermal-calc热力学软件计算结果,并结合前期实验研究,本文设计了一种新型Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr镁合金,研究了该合金铸态组织与力学性能、热变形行为、挤压态合金组织与力学性能,并以Mg-6Zn-1Y-0.5Zr和Mg-6Zn-0.5Zr合金作为对照实验组,研究结果如下:铸态 Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr 合金中存在 α-Mg、准晶相(Mg3YZn6)、MgZn2相以及少量的CuMgZn相和Zn2Zr相,铸态合金屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为108.0MPa、221.1MPa和12.0%。合金均匀化处理后,准晶相由于具有高温稳定性得以保留,MgZn2相溶入基体中。热模拟实验研究了 Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr镁合金的热变形行为。合金在变形温度为300-400℃,应变速率为0.01s-1-10s-1的范围内表现出连续动态再结晶特性。合金在热压缩过程中的本构方程为:ε=8.63 × 1011[sinh 0.01σ]5.06exp(-1.60 × 105/RT)绘制了合金的热加工图,热加工图结果显示合金在350℃具有较大的加工区域,且适合在低于1s-1的应变速率下进行热加工。Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr合金在挤压温度为350℃,挤压比为39,挤出速度为0.7m/min的工艺条件下得到了较好的挤压效果,发生不完全动态再结晶,未再结晶体积分数为3.71%。挤压态合金组织存在典型的{0002}<1010>织构,挤压后合金平均晶粒尺寸为1.15μm,准晶相尺寸在0.5-2μm之间,基体中由于挤压变形存在多取向的棒状析出相。挤压态合金屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为320.3MPa、351.3MPa和19.8%,与挤压态 Mg-6Zn-0.5Zr(ZK60)合金相比,Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr 合金屈服强度提高44.9%。经过T5处理后(双级时效),Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr合金基体中析出大量弥散细小的第二相,合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别提高到350.3MPa、370.3MPa和21.5%,屈服强度比经同种加工工艺条件下的Mg-6Zn-0.5Zr(ZK60)合金提高51.6%。经T6处理后(双级固溶加双级时效)Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为309.7MPa、346.7MPa和15.8%。该屈服强度较经同种加工工艺条件下的 Mg-6Zn-0.5Zr(ZK60)合金高 40.5%。研究结果表明,挤压态 Mg-6Zn-1Y-0.5Cu-0.5Zr合金经T5处理后可获得较佳的力学性能。