第33卷第3期Volume33Number32023年3月March2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetalsNd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理刘权1，肖祁陵2，罗群1，李谦1,3，周国治1(1.上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海200444；2.上海大学材料基因组工程研究院，上海200444；3.重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心，重庆400044)摘要：以Mg-3Al合金为研究对象，基于边−边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al2Nd和Al2Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65MPa提升至76~79MPa，伸长率可达12.7%~16.5%。其细晶机理为Al2RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。关键词：Mg-3Al合金；稀土元素；晶粒细化；细晶机理文章编号：1004-0609(2023)-03-0653-12中图分类号：TG146.22文献标志码：A引文格式：刘权,肖祁陵,罗群,等.Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理[J].中国有色金属学报,2023,33(3):653−664.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43132LIUQuan,XIAOQi-ling,LUOQun,etal.GrainrefinementbehaviorandinfluencemechanismofNdandGdonMg-3Alalloy[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(3):653−664.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43132镁合金以其密度小、比强度高、成本低等优势广泛应用于航空航天材料、高速列车、节能汽车等领域[1−2]。然而，镁合金存在强度低、室温塑性差及耐蚀性差等瓶颈问题亟待解决[3]。在金属强化方式中，细晶强化既能提高合金的屈服强度，又可增加合金的塑性。目前，镁合金晶粒细化方法主要包括快速凝固法、固态成型法、溶质元素法和异质颗粒法等[4−5]。其中，快速凝固法和固态成型法是最为有效的晶粒细化方法，例如，采用快速凝固技术制备AZ91镁合金，可将晶粒细化至1μm，使合金具有超塑性(300℃时伸长率达465%)[6]。WE43镁合金进行等通道角挤压(ECAP)后，合金晶粒尺寸可细化至0.7~1.0μm，其极限抗压强度和屈服强度...
