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Mg-Li合金因具有低密度、高比强度、高比刚度、优异的吸震和抗电磁屏蔽性能,在追求轻量化的诸多工业领域具有广泛的应用前景。针对Mg-Li合金强度低的问题,在保持其超轻优势的前提下,本文通过多元微合金化及超细YAl2颗粒复合强化的途径来提高Mg-Li合金综合力学性能,运用TEM等表征手段研究了Y、Nd、Gd三种微量稀土元素的添加方式、冷轧及热处理工艺对合金显微组织的影响规律及机理,同时通过搅拌铸造法制备了YAl2p/MgLiAl复合材料并研究了其在温轧过程中的显微组织演化规律及作用机理。该研究对优化Mg-Li基合金的显微组织及加工工艺,同时为开发轻质高强新型Mg-Li合金及其复合材料的设计和加工工艺优化提供了理论和实验依据。本文主要研究结论如下:(1)研究了不同合金元素加入方式、冷轧及热处理工艺对新型LZ91-Re合金显微组织的影响规律及机理。研究结果表明,传统中间合金加入方式使α相减少,而直接加入成熟WE43中间合金的方式使α相增多,合金中主要生成了富Y、富Nd、Mg12Nd及Mg3Re四种稀土化合物相,LZ91-Re合金冷轧后稀土化合物破碎且分布更加均匀,另外合金组织中有大量因位错缠结形成的位错胞。此外,LZ91-Re合金最佳固溶参数为390℃/4h,α相体积分数最多且晶粒组织最细,时效处理后合金中原位析出大量弥散分布的针状次生α相。(2)研究了YAl2p/LA143复合材料在200℃温轧过程中显微组织的演化规律。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,YAl2颗粒细化且分布得更加均匀,同时发现轧制变形促进α相析出和细化并与β基体相呈现(0002)α‖(110)β的半共格取向关系。同时还发现,由于YAl2颗粒与基体变形协调性不太好而出现微裂纹,但这些微裂纹在轧制过程中被基体晶粒所填充。(3)采用TEM和HRTEM表征了最大变形量下YAl2p/LA143复合材料的显微组织。研究发现,原位生成了很多纳米级方块状的YAl颗粒相且均匀分布于基体中,这是由于Y扩散到基体中而产生。另外,对比研究了LA143合金与YAl2/LA143复合材料的拉伸力学性能。研究表明,复合材料的屈服强度和抗拉强度相比于基体合金分别提高了31%和23.5%,而延伸率相比基体合金仅下降了23.4%,两者均为韧性断裂模式。