变形镁合金是一种发展前景广阔的镁合金,为了满足国内国际市场对变形镁合金综合性能的需求,持续研究开发高性能新型变形镁合金仍是镁合金研究的重点内容。本文以开发新型Mg-Zn-Mn系变形镁合金为研究背景,以课题组前期研究所开发的ZMT613变形镁合金为研究对象,采用合金化改性方法在ZMT613镁合金中适量添加稀土元素Dy,通过金相显微镜、扫描电镜、差热分析、能谱分析、X射线衍射分析、硬度测试以及拉伸力学性能测试等手段系统研究了稀土元素Dy对铸态、挤压态ZMT613镁合金显微组织及室温力学性能的影响规律。在此基础上进一步研究了不同热处理工艺对挤压态ZMT613-x Dy（x=0,0.2,0.5,0.8,1.2）合金显微组织及室温力学性能的影响规律及其作用机制,主要研究结果如下:铸态ZMT613合金的物相主要由α-Mg、Mg7Zn3、Mg Zn2、单质Mn及Mg2Sn相组成,添加Dy后,合金中形成了MgSnDy三元稀土相,随着Dy含量的增加,粗大的α-Mg树枝晶逐步细化,MgSnDy相数量及尺寸逐渐增大。挤压后,合金动态再结晶较为充分,再结晶晶粒分布均匀且尺寸细小,添加Dy后,挤压态ZMT613合金平均晶粒尺寸由10μm细化至约3～4μm,且力学性能有所增加,当Dy的添加量为0.2wt.%时合金力学性能最优,其屈服强度、抗拉强度及延伸率分别为242MPa、344MPa和10.97%。经420℃×2h固溶处理后,合金中第二相数量明显减少,未溶第二相颗粒主要为单质Mn及MgSnDy相,总体而言,合金的固溶效果较理想。为确定最佳的T6双级时效处理工艺,选取挤压态力学性能最好的ZMT613-0.2Dy合金进行双级时效研究,经90℃×24h预时效后硬度为62.3HB,在终时效最初的一段时间内硬度急剧上升,在12h时达到峰值,此时的硬度值达到91.6HB,此后,合金出现过时效,硬度值逐渐下降并趋于平稳。因此确定T6双级时效的最佳工艺为420℃×2h+90℃×24h+180℃×12h。Dy含量及时效处理工艺对合金力学性能有较大影响。ZMT613合金经T5处理后,其力学性能有所提高,但添加Dy后,合金力学性能反而有所下降。T6处理对合金力学性能的提升较为明显,经T6处理后,合金中析出了大量的Mg Zn2相,其中T6双级时效处理由于进行了预时效处理,析出的Mg Zn2相数量较多,尺寸较小,对合金的强化效果最好。T6单级、T6双级时效态ZMT613合金的屈服强度、抗拉强度及延伸率分别为302MPa、351MPa和7.8%及327MPa、385MPa和5.1%,屈服强度及抗拉强度较挤压态ZMT613合金分别提升了36.7%、9.7%和48.0%、19.4%。添加Dy后,T6态合金的力学性能进一步提高,其中力学性能最好的均为ZMT613-0.2Dy合金,其T6单级、T6双级时效态的屈服强度、抗拉强度及延伸率分别为336MPa,399MPa和4.4%及354MPa、416MPa和3.47%,屈服强度及抗拉强度较T6单、T6双级时效态的ZMT613合金分别提升了11.3%、13.7%和8.3%、8.1%。但随着Dy含量的进一步增加,合金的力学性能有所下降,其原因是Dy含量越高,粗大的MgSnDy相数量越多,对基体的割裂作用越强。