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镁合金是工业应用方面最轻的金属结构材料之一,具有比强度和比刚度高、抗电磁屏蔽等优异性能,在航空、汽车、电子等领域被广泛应用。为扩展镁合金在航空发动机领域的应用,提高镁合金高温耐热性能成为研究重点。因此,开发出高强、耐热且成本较低的新型镁合金系具有重要的研究价值。本文从成分设计入手,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电子背散射衍射等分析手段,研究了Mg-Y-Sm系镁合金的最佳铸造工艺,并重点研究了Sm、Ce对Mg-Y系合金的组织、性能的影响,优选出性能最优的试验基础母合金,进而调整Sm元素的添加量来优化合金性能,最终获得综合性能最佳的新型耐热镁合金。研究结果表明,在当前试验条件下,试验镁合金的最佳铸造参数是精炼后静置时间为25 min;浇注方式、温度、速度分别是下注式、730℃平稳浇注;铸模预热温度为200℃。添加稀土元素Sm、Ce后合金晶粒出现明显细化,但Ce和Sm联合加入时合金中出现大量富集在晶界的析出相,削弱了晶界处的强度。而单独添加Sm形成的连续网状析出相提高了合金的力学性能,抗拉强度提高了48%。加入Zn后,屈服强度也大幅提高。优选出性能最佳的基础母合金为Mg-3Y-2.8Sm-2Zn-0.6Zr,其在室温下抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是207.2MPa、127.1MPa和10.9%。改变Sm元素添加量,当Sm的含量在3%以内时,Mg-3Y-2Zn-0.6Zr-xSm(x=1,2,3,3.5)系列合金产生晶粒细化,晶粒尺寸逐渐减小。Sm含量的变化改变了析出相在合金晶界处的形貌和分布,由断裂的枝节状逐渐变化为连续的网状和细条状,提高了合金的力学性能,得到综合性能最佳的新型耐热镁合金为Mg-3.5Sm-3Y-2Zn-0.6Zr,其室温下抗拉强度、屈服强度分别为230.1 MPa、131.9MPa,在300℃的高温下抗拉强度可达到188.4MPa。