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镁合金是目前工程应用的最轻的金属结构材料,它具有密度低,比强度和比刚度高,且尺寸稳定,易于机械加工,阻尼性能好等优点。目前广泛应用于航空、航天、汽车、计算机、通信和家电等行业。但由于镁合金高温强度和高温抗蠕变性能差,限制了镁合金在高温条件下的应用。人们用加稀土等合金元素的方法来提高其使用温度,制备耐热镁合金。本文以固相再生的方法再生ZM6耐热镁合金料。利用透射电子显微镜、扫描电镜、金相显微镜、等离子耦合电感光谱仪、电子万能拉伸机和蠕变试验机等分析和测试手段,研究了合金成分、组织的演变规律、合金拉伸性能、蠕变性能和断裂行为。讨论了各种状态下合金的强化机制和断裂机制。研究了固相再生工艺参数对ZM6镁合金组织和性能的影响,分析了固相再生过程中ZM6镁合金屑变形的基本特征。ZM6镁合金屑在冷压成坯过程中,压力为350MPa,坯料密度为1.71g/cm3,形成少量新的结合面。ZM6镁合金随着挤压比和挤压温度的提高,晶粒细化,强度和延伸率同时提高。挤压温度为500℃和挤压比为25:1时,再生试样具有较好的综合力学性能,这时抗拉强度为280MPa,延伸率为29.7%,在250℃时,高温强度为171.9MPa。研究了固相再生ZM6镁合金固溶时效过程中组织演变、拉伸性能和断裂方式。时效初期,晶界产生不连续的沉淀相。随着时效时间的延长,沉淀相增多而不均匀。时效16h后,合金的强度达到峰值,主要的强化相为β′相和β相。欠时效时合金以穿晶剪切断裂为主;峰时效时合金以穿晶韧窝和沿晶断裂为主;过时效时粗大的第二相对断裂过程有着较大的影响。研究了ZM6耐热镁合金不同加工状态下的力学性能。铸态下,合金的抗拉强度和延伸率都很低,分别为141.3MPa和3.3%。经挤压后,合金的致密性增加,晶界组织状态被破坏,合金的强度和塑性大幅度提高。屑挤压合金的抗拉强度和铸锭挤压态合金的抗拉强度相当,塑性稍差一些。固相再生ZM6镁合金经T5处理后,抗拉强度略有增加,延伸率下降;经T4处理后,延伸率增加,抗拉强度明显下降。研究了Ce对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响。一次挤压后,Mg-Ce中间合金屑没有被打碎,合金的力学性能较差。经五次挤压后,Mg-Ce中间合金屑的均匀分布使合金的力学性能有较大的改善。随着挤压次数的增加,合金的抗拉强度和延伸率增大,增大的幅度随着挤压次数的增加而变小。五次挤压后,合金主要由α-Mg相、Mg12Ce相、Mg12Nd相和氧化相组成,这时合金的抗拉强度为300MPa,延伸率为14.8%。研究了固相再生ZM6耐热镁合金的抗蠕变性能。ZM6镁合金在200℃蠕变温度下,随着蠕变应力的增加,合金的抗蠕变性能下降,蠕变第一阶段的变形量增大;ZM6镁合金在110MPa下,随着蠕变温度的增加,合金的抗蠕变性能下降,蠕变第一阶段的时间缩短。ZM6镁合金的应变硬化指数为4.4,蠕变激活能为104kJ/mol。ZM6镁合金在蠕变过程中受位错攀移机制控制。