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本文主要研究了添加稀土元素Yb和碱士元素Ca对镁合金ZK60组织及性能的影响。利用OM、SEM、EDS、XRD、DSC以及硬度测试等分析手段研究了ZK60、ZK60-0.5Ca、ZK60-1.5Yb和ZK60-1.5Yb-0.5Ca等四组镁合金在铸造、轧制、固溶、退火及时效等状态下的组织及性能。得出结论如下：(1)微量Yb及Ca元素均对ZK60合金的铸态组织产生重要影响。单独添加微量Ca后,ZK60合金的晶粒得到细化,部分树枝晶转变为等轴晶；单独添加微量Yb对ZK60合金的晶粒细化效果优于ZK60-0.5Ca合金,树枝晶完全转变为等轴晶；复合添加Yb和Ca,使合金晶粒进一步细化,ZK60组织呈完全等轴晶,晶粒细化效果优于单独添加Yb或Ca,但形成了较多的第二相并呈连续网状分布。(2)通过实验发现并制定了铸态ZK60-0.5Ca、ZK60-1.5Yb和ZK60-1.5Yb-0.5Ca三组合金适合的热处理制度。经370℃×24h+420℃×24h二级固溶处理,ZK60-0.5Ca合金的第二相完全溶解,ZK60-1.5Yb合金仍有少量颗粒状难溶化合物,而ZK60-1.5Yb-0.5Ca铸态合金由于复合添加了Yb、Ca元素,晶界第二相堆积现象较为严重,经过370℃×24h+430℃×30h固溶处理后,ZK60-1.5Yb和ZK60-1.5Yb-0.5Ca合金才能完全溶解。但是三组铸态合金在150℃和200℃的时效硬度值的提高并不明显。(3)对ZK60-0.5Ca、ZK60-1.5Yb和ZK60-1.5Yb-0.5Ca三组合金进行热轧变形加工,实验结果表明,轧制压下量越大,合金的晶粒细化效果越好。ZK60-1.5Yb-0.5Ca合金在93%的压下量时,退火后的再结晶晶粒大小仅为6μm左右。(4)对ZK60-0.5Ca、ZK60-1.5Yb和ZK60-1.5Yb-0.5Ca合金进行轧制后的直接时效,可以获得较好的硬化效果。轧制后在150℃的温度时效,三组合金得到的时效硬化效果均优于200℃时效硬化效果,时效硬度峰值分别达到76Hv、81Hv、87.5Hv。(5)在含Yb的ZK60镁合金的铸态和轧制组织中均有Mg-Zn-Yb三元稳定相存在,且在ZK60-1.5Yb-0.5Ca合金中发现其形态呈现多样性,有网状、链状和棒状等,其熔点在389℃左右,Zn/Yb原子百分比约为4。