镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度和比刚度高等优点,可以广泛应用于电子通讯、航空航天以及交通运输等领域。通过合适的热加工工艺如挤压、轧制等,可以获得综合性能优异的镁合金型材。本文以Mg-8Gd-4Y-1 Zn-0.5Al稀土镁合金为研究对象,分别采用挤压与轧制工艺制备出镁合金板材,研究在不同加工工艺以及热处理下合金板材的组织与性能演变过程,探究在板材中强韧相LPSO结构的变形行为及对动态再结晶行为的影响,并深入分析含LPSO结构稀土镁合金板材的强化机理。主要结论如下:(1)Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金铸态组织主要由α-Mg基体、Mg5(RE,Zn)共晶相、(Mg,Al)3RE相以及14H-LPSO结构组成。均匀化处理后,基体内出现大量板条状18R-LPSO,其成分为Mg10(Gd,Y)(Zn,Al)。经热挤压后,挤压比为10的合金板材(ER10)中18R-LPSO结构发生扭折变形,且呈现较强的挤压丝织构;挤压比为22的合金板材(ER22)中的18R-LPSO结构由于较大的挤压应力发生断裂、分离的现象;受到LPSO结构形貌与分布的影响,热挤压形成的再结晶晶粒尺寸更加细小。(2)在挤压过程中板条状18R-LPSO结构先后经历了:扭折→断裂→弯曲分层→分离→扭折。在ER22合金板材中,分离出来的更细小的18R-LPSO结构有助于板材强度的提高。经峰时效处理后,挤压板材组织内部析出大量纳米尺度的β’相,通过析出强化效应显著强化合金板材强度。时效处理后ER10与ER22板材的屈服强度YS、抗拉强度UTS、伸长率 EL 分别为295 MPa、417 MPa、6.5%和328 MPa、440 MPa、7.0%。(3)均匀化试样经冷轧后的组织由变形晶粒、孪晶以及变形带组成,18R-LPSO结构发生收缩、聚集的现象。在500℃下保温10 min后,变形晶粒全部转变为静态再结晶晶粒。冷轧20%变形量的合金板材经时效处理后,部分晶粒内部析出大量层错和β’相,并且层错限制了β’相向β相发生转变。时效后,合金板材的YS与UTS分别提高了 24%和23%。ER10合金挤压板材经过冷轧后,再结晶晶粒尺寸变大,18R-LPSO结构变形程度更加严重,由此前的扭折变形转变为不规则的弯曲与分层现象,织构类型也从之前的挤压丝织构转变为轧制板织构。经峰时效处理后合金板材的YS、UTS和EL分别为383 MPa、420 MPa 和 5.5%。(4)均匀化试样经520℃轧制累积变形70%后,组织由完全动态再结晶晶粒组成,基体内部析出大量β相,并具有较强的基面织构。相同温度下,18R-LPSO结构随着累积变形量的升高逐渐发生聚集现象。经峰时效处理后,板材的YS、UTS和EL为343 MPa、380 MPa和7.5%。ER10挤压板材经热轧后,晶粒尺寸变得粗大,并且析出大量β相,织构类型由此前的挤压丝织构转变为强烈的轧制板织构。该板材由于18R-LPSO结构的形貌与分布的影响,具有较强的力学各向异性。经峰时效处理后,板材性能优异,其YS、UTS和 EL 分别达到 391 MPa、462 MPa 和 5.5%。