镁锂合金是工程应用中最轻的金属结构材料,与其他金属材料相比,它具有密度低、比强度高、比刚度高及优异的铸造性能、机械加工性能及易回收等优点,在航空航天、军事通信以及汽车电子等领域具有广阔的应用前景,受到科研工作者的极大关注和广泛研究。但是其较低的绝对强度在很大程度上制约了镁锂合金的发展与应用。研究表明,添加稀土是提高镁锂合金综合力学性能的传统而有效的方法,从而受到人们的广泛青睐。本论文在表面覆盖剂及氩气保护下,采用常规铸造的方法制备了Mg-5Li-xGd(x=2, 4,6)、Mg-5Li-xY(x=1,2,3,4)和Mg-5Li-xY-yGd (x=1,2,3; y=4,6,8)成分的合金。对实验合金分别进行了均匀化处理、热挤压及退火处理,比较了添加不同含量的稀土Y、Gd及复合添加对合金显微组织、相结构和力学性能的影响,探究了稀土元素Y、Gd对Mg-Li合金的强化机理。论文重点分析了挤压温度对变形镁锂合金的合金显微结构及力学性能的影响,初步揭示了挤压温度对变形稀土镁锂合金组织及力学性能的影响规律及机理。本论文的研究工作获得了以下有价值的结果：(1)铸态Mg-5Li合金是由α-Mg相和少量的β-Li相组成的,加入稀土元素Gd后,使合金的晶粒尺寸减小,并且合金中生成了稀土化合物Mg5Gd。合金在挤压过程中发生了动态再结晶,出现了大量的等轴晶,晶粒明显细化。挤压变形导致合金中的Mg5Gd相被挤碎,沿着挤压方向分布在合金中。随着Gd元素的不断增加,挤压态合金强度逐渐提高,Mg-5Li-6Gd达到了最大抗拉强度(235MPa)。(2)稀土元素Y加入到二元Mg-5Li合金中同样可以有效的细化了铸态合金的晶粒,并且生成了稀土间化合物Mg24Y5主要分布在合金的晶界处。挤压变形后,合金发生了动态再结晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,添加3wt%Y的合金获得了最好的细化效果,其平均晶粒尺寸为3μm,合金获得了优异的综合力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了230MPa和9%。(3) Mg-5Li合金中复合添加稀土元素Y、Gd后,生成了稀土化合物Mg5(Gd, Y)和Mg24(Y, Gd)5,起到了复合细化铸态合金晶粒的效果。合金的的Y和Gd元素含量达到3wt%和6wt%时,合金的铸态组织由枝状晶转变成了均匀细小的等轴晶,随着Y和Gd元素的继续增加,晶粒尺寸逐渐减小,Mg-5Li-4Y-8Gd合金具有最小的晶粒(大约为20μm),其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了160MPa和7.3%。挤压变形后,由于发生了动态再结晶,使合金晶粒显著细化,挤压态Mg-5Li-3Y-6Gd合金获得了225MPa的最大抗拉强度。(4)挤压温度的降低会使合金的晶粒尺寸变小,挤压温度从300℃降到250℃,Mg-5Li-3Y-6Gd合金的平均晶粒尺寸从10μm减小到了5μm。挤压温度降低会使加工硬化现象越来越严重,从而造成合金的硬度升高而塑性下降。综合比较分析,在挤压温度280℃的条件下,Mg-5Li-3Y-6Gd合金具有较好的力学性能,其抗拉强度达到了最大值231Ma,断裂伸长率则达到了6%。