1、現(xiàn)代航空航天工業(yè)的發(fā)展對結構材料提出了輕質高強、高阻尼和易成形等新的要求，因此采用兼具高強度和高阻尼性能的結構功能一體化鎂合金作為結構材料是航空航天工業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢。準晶增強鎂合金具有滿足上述需求的可能性，是當前研究的一個熱點。但大多數(shù)準晶鎂合金含有較高的稀土和其他元素，不利于合金的輕量化和低成本化。
　　本課題本著“微量多元”的材料設計原則，制備了一系列準晶增強Mg-Zn-Y-Zr系鎂合金，研究了低合金元素條件下準晶相的形

2、成與合金組織、力學性能和阻尼性能之間的關系；揭示了準晶增強Mg-Zn-Y-Zr合金組織與性能的演變規(guī)律，為高強高阻尼鎂合金的進一步研發(fā)和應用提供了理論依據(jù)和實驗基礎。
　　本研究以Mg-0.6％Zr合金為基體合金，首先研究了不同Zn/Y質量比時鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Zr合金的相組成、力學性能和阻尼性能。結果表明，Zn和Y元素的加入極大地細化了Mg-0.6％Zr合金的組織；當Zn/Y質量比為2和3時，Mg-Zn-Y-Zr合金中主要形成

3、 W-Mg3Y2Zn3相，當Zn/Y比升高到5-6時，合金中的相主要為I-Mg3YZn6準晶相。W相和I相的形成都對Mg-Zn-Y-Zr合金的力學性能有益，其中I相的強化效果更好。將Zn/Y比固定為5，改變Zn和Y元素的含量，得到了含有不同I相含量的Mg-Zn-Y-Zr合金。隨著I相含量的增加，Mg-Zn-Y-Zr合金的室溫抗拉強度得到明顯提高，Mg-3.0％Zn-0.6％Y-0.6％Zr合金(ZWK3)室溫下抗拉強度為206MPa，延

4、伸率為18.6％，應變?yōu)?×10-3時阻尼值達到了0.03，遠高于AZ91D鎂合金和商業(yè)純鋁，具有很好的綜合性能。在ZWK3合金中加入不同含量的Nd元素后，在合金中形成了大量的晶間離異共晶，其阻尼性能相對ZWK3合金有明顯提高，鑄態(tài)Mg-3.0％Zn-0.6％Y-1.2％Nd-0.6％Zr合金(ZWEK3)室溫下抗拉強度為191MPa，延伸率為12.75％，應變?yōu)?×10-3時阻尼值達到了0.045。
　　其次，對ZWK3和ZWE

5、K3合金分別進行了熱處理工藝研究。結果表明，高溫退火(350℃×8h)處理后ZWK3合金內有球形納米I相和短棒狀納米Mg7Zn3相相析出，ZWEK3合金熱處理后的相變和力學行為與ZWK3合金相類似，這些析出相使ZWK3合金的抗拉強度升高，延伸率有所下降，鑄態(tài)和高溫退火態(tài)合金的強化機制以準晶界面強化為主，高溫退火后合金抗拉強度為222MPa，延伸率為15.1％；T4(425℃×8h)處理后合金內合金相大部分都分解固溶，僅有鑄態(tài)下和高溫下析

6、出的納米I相，合金的強化機制以準晶強化和固溶強化為主，其抗拉強度達到最大值224MPa，延伸率達到16％以上；T6(425℃×8h+175℃×24h)熱處理后合金內有大量彌散的納米MgZn2相析出，還發(fā)現(xiàn)有少量長周期組織，T6處理后大量彌散的納米析出相是合金強度升高的主要原因。T6處理后ZWEK3合金的強度上升更加明顯，抗拉強度達到了238MPa。拉伸后的T4態(tài) ZWK3合金中出現(xiàn)了大量孿晶，分析認為孿晶的出現(xiàn)是合金強度升高時保持高延伸

7、率的主要因素。熱處理態(tài)ZWK3合金在200℃下強度有所下降，但延伸率大幅度上升，最高達到了25％。
　　然后，對ZWK3合金進行了高溫擠壓成形研究，擠壓比為9:1。ZWK3合金在高溫擠壓過程中會發(fā)生動態(tài)再結晶，未發(fā)生動態(tài)再結晶的部分出現(xiàn)了大量孿晶，隨著擠壓溫度的升高，動態(tài)再結晶發(fā)生的范圍加大，同時晶粒有長大趨勢。經過熱擠壓后ZWK3合金的平均晶粒尺寸相對鑄態(tài)急劇下降，由169μm下降到10μm以下。晶粒細化使得合金的屈服強度提高明

8、顯，最高達到了250MPa，抗拉強度最高達到285MPa，不同擠壓態(tài)合金的延伸率均維持在11％以上。室溫下ZWK3合金的變形機制以孿生為主，克服了鎂合金滑移系少、塑性差的缺點，室溫下合金的延伸率均達到了10％以上，最高可達20％。同時也研究了ZWK3合金的鑄造成形性能。ZWK3和ZWEK3合金都具有良好的流動性，ZWK3合金的薄壁充型性能優(yōu)于AZ91D商用鎂合金，在一定充型條件下其充型性能ZL101接近，具有優(yōu)異的液態(tài)成形能力，是一種新

9、型的鑄造阻尼鎂合金。
　　最后，對鑄態(tài)和熱處理態(tài)ZWK3和ZWEK3合金的阻尼機制進行了分析，結果表明兩種合金的部分阻尼行為可由G-L位錯模型解釋。新型合金中的I相改變了合金阻尼性能的變化趨勢，I相/基體界面不滋生位錯，在提高合金強度的同時對阻尼性能影響不大。T6態(tài)ZWK3和ZWEK3合金中位錯線可動性最差，但阻尼性能優(yōu)于其他狀態(tài)合金，在兩種合金內發(fā)現(xiàn)的細長帶狀納米孿晶提供了新的阻尼來源。納米孿晶界面在交變外力作用下發(fā)生切變滑移，