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“绿色结构材料”镁合金由于低密度等一系列优点近年来受到广泛研究，但是由于其强度低、系列牌号少等缺点限制了其应用。镁合金强化主要以形变强化、时效硬化等为主，其中多建立在析出强化的基础上。所以，镁合金中析出相的相关知识在一定程度上可以为未来低成本、高强镁合金的设计、生产提供理论参考基础。本课题从在镁中固溶度较低的稀土元素Nd（552℃为3.65wt.%）入手，目的是为了研究低含量稀土镁合金中的析出相的组织演变对镁合金的力学性能的影响。Ca已经被证实具有提高Mg合金时效硬化效果的作用，所以本课题设计了三种不同Ca含量对Mg-Nd二元合金的时效硬化行为和析出相的影响。通过对二元合金及三种不同Ca含量合金进行固溶、时效等热处理工艺，发现添加Ca元素能有效的提高Mg-Nd二元合金的时效硬化效果，二元合金与Mg-2.7Nd-1Ca（wt.%）相比，峰值硬度由60HV提高到72HV，效果显著，达到峰值所需时间也由1000min缩短到180min。利用普通TEM、HAADF-STEM等表征手段对析出相进行观察，发现二元合金中主要强化相为β—Mg3Nd（单胞参数a=0.64nm，c=0.52nm），与基体间存在如下取向关系：Mg-2.7Nd-0.3Ca（wt.%）的峰值析出相主要为β1-Mg3Nd（FCC，a=0.74nm），根据衍射花样的规律，选取电子衍射花样(SAED)表示析出相β1-Mg3Nd相沿三个变体方向生长。Mg-2.7Nd-1Ca（wt.%）合金的时效硬化效果主要由不规则菱形、节状析出、细小层节状析出和少量链状析出相产生:①不规则菱形为β1-Mg3Nd相（FCC，a=0.74nm），主要沿<1120>α三个变体方向生长，文献中均有报道；②节状析出主要为β1-Mg3Nd相，节状形貌的产生主要是由于2wt.%左右Ca元素在该相中发生富集，同时在节状区域存在两个原子层的晶格畸变；③细小层节状析出目前还不能确定其相结构，但其内部存在少量空位缺陷，初步推测为析出相长大前得类似于G.P区的形态。④对于在Mg-Nd系合金中首次发现的链状析出由两相组成，分别富集了40wt.%Nd和7wt.%Ca，对其进行相结构研究发现链状析出的两相是由β1-Mg3Nd相和Mg2Ca相组成。