1、Mg-6wt.％Zn-1wt.％Mn(ZM61)合金是一種高鋅含量的新型變形鎂合金，經(jīng)過T4+雙級時效后，強度能達到商業(yè)高強變形鎂合金ZK60的水平，但雙級時效工藝復雜，時效時間較長，大大降低了合金生產(chǎn)效率。稀土作為一種重要的合金化元素，能夠細化合金晶粒，改變第二相形貌及性質，這些優(yōu)點使得稀土變形鎂合金的研究成為近年來鎂合金的研究熱點。
　　 本文利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡及能譜分析(SEM+EDS)、X射線衍射分析(XR

2、D)、差熱分析(DSC)等分析手段研究了不同含量的稀土Nd(wt.％=0，0.2％，0.4％，0.6％，0.8％)對ZM61合金鑄態(tài)、均勻化態(tài)、擠壓態(tài)、直接時效態(tài)、固溶態(tài)以及單雙級時效態(tài)組織的影響規(guī)律，并測試了合金不同狀態(tài)的力學性能，分析了稀土Nd的存在形式以及Nd對不同狀態(tài)合金力學性能的影響規(guī)律和作用機理，得到的結果如下：
　　 ①稀土Nd能細化合金鑄態(tài)組織，隨Nd含量的增加，細化效果愈明顯；鑄態(tài)ZM61合金由α-Mg基體、M

3、g7Zn3以及MgZn2組成，當加入稀土Nd后，Nd與Mg、Zn生成了稀土三元相T2，化學式為(Mg，Zn)11.5Nd；DSC分析可知稀土T2相熔點在467℃左右，具有良好的熱穩(wěn)定性；330℃/16h+420℃/2h雙級均勻化退火能很好的消除ZM61合金中的枝晶偏析，但隨Nd含量的增加，均勻化效果逐漸減弱，當Nd含量為0.8％時，合金中的第二相體積百分比達到了7.35％。
　　 ②擠壓態(tài)ZM61合金由α-Mg、MgZn2和單質

4、Mn組成，當Nd含量較低時(0.2％、0.4％)，發(fā)現(xiàn)擠壓態(tài)合金中的稀土相為T1，說明在均勻化及熱擠壓過程中稀土相有從鑄態(tài)時的T2向T1轉變的傾向；當Nd含量逐漸升高時，稀土相T2向T1轉變的傾向減弱，當Nd含量為0.8％時，合金中沒有檢測到T1相，稀土相仍為T2相；合金在熱擠壓過程中均發(fā)生了動態(tài)再結晶，生成了大量細小的再結晶晶粒，但擠壓態(tài)ZM61合金組織中仍有尺寸巨大的未再結晶變形晶粒，并且晶粒尺寸也不均勻；當加入稀土Nd后，合金晶粒

5、尺寸得以細化的同時組織也變的更加均勻，合金平均晶粒尺寸由最大的25μm細化到10μm；添加Nd后，由于細晶強化和第二相強化共同作用使得擠壓態(tài)合金強度升高，其中ZM61-0.4Nd具有最佳的綜合力學性能，其屈服強度、抗拉強度和延伸率分為247Mpa、312Mpa和7.0％；直接時效態(tài)(T5)合金相對于擠壓態(tài)合金抗拉強度沒有明顯變化，但屈服強度和延伸率都有一定程度的上升。
　　 ③ZM61、ZM61-0.2Nd和ZM61-0.4Nd

6、合金經(jīng)過420℃/2h固溶后，能保證晶粒細小的同時也有較好的固溶效果，而ZM61-0.8Nd合金420℃下分別固溶2h、6h、10h、14h后仍殘留較多的未溶稀土相。當Nd含量從0.2％增至0.8％時，合金中第二相的體積百分比由0.43％增至5％；420℃/4h+460℃/2h雙級固溶處理也不能溶解ZM61-0.6Nd和ZM61-0.8Nd合金中大量的稀土相，進一步提高雙級固溶溫度(420℃/4h+480℃/0.5h)后，ZM61-0.

7、6Nd和ZM61-0.8Nd合金中的稀土相能全部溶入基體，但此時合金晶粒已嚴重粗化，并發(fā)生了過燒。
　　 ④ZM61-xNd合金在180℃單級時效時維氏硬度隨時間變化的規(guī)律極其相似，在最初的10小時，合金硬度快速上升，當時效時間為16h時，合金都達到了峰值硬度，其中ZM61-0.2Nd硬度值最高(84HV)，ZM61-0.8Nd硬度值最低(76HV)：加入Nd能顯著提高單級時效態(tài)合金的強度，單級時效態(tài)合金中ZM61-0.4Nd具

8、有最佳的綜合力學性能，屈服強度、抗拉強度、延伸率分別為338Mpa、359Mpa和7.6％，相比ZM61合金，屈服強度和抗拉強度分別提升了61Mpa、38Mpa，而延伸率幾乎沒有變化；當Nd含量繼續(xù)增加時，由于三元稀土相Mg-Zn-Nd吸收了基體中Zn原子，使得合金析出相減少，合金強度不如低Nd含量(0.2％，0.4％)合金強度；雙級時效(90℃/24h+180℃/16h)能夠進一步提升ZM61、ZM61-0.6Nd和ZM61-0.8N