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镁合金是作为最轻的结构材料,其应用领域越来越广阔。随着社会工业的飞速发展,不光对镁合金的性能要求越来越高,对大尺寸的稀土耐热镁合金型材的需求也越来越大。但是,大尺寸的稀土镁合金铸锭的铸造过程中,稀土元素容易在晶界处偏聚形成非平衡凝固共晶组织,产生偏析现象,对合金后续的变形尤其是大型镁合金铸锭的变形产生不利影响。均匀化热处理能够消除金属材料中的微观偏析现象,使材料中合金元素分布均匀,改善合金的塑性变形能力。然而目前对镁合金的均匀化工艺还停留在经验阶段,没有合适的理论模型对其进行定量化研究,因此,对稀土元素在镁合金中的扩散均匀化过程进行研究,建立相应的数学模型,通过数学方法来进行均匀化制度的预测是十分重要和必要的。本论文借助OM, SEM, XRD, EPMA, DSC以及力学性能测试等手段,对稀土元素Y、Gd、Nd在镁合金中的扩散行为进行系统研究。通过对大型EW75镁合金铸锭组织观察可知,铸态合金晶粒尺寸较大,约为165μm,并大致呈等轴状：稀土合金元素Y、Gd、Nd在晶界偏聚,浓度由晶界到晶粒内部逐渐降低,并呈一定的周期性分布；由于共晶组织的存在,铸态合金力学性能较低,断裂方式为沿晶断裂。根据稀土元素在铸态EW75镁合金中分布的特点,结合菲克定律的相应函数解及前人的研究,得到了三个扩散均匀化模型：对Mg-RE扩散偶进行研究,得到稀土元素Y、Gd、Nd一定温度条件下在镁中的扩散参量(扩散系数D,扩散常数D0和扩散激活能Q),并以Y元素为代表,将其参数代入到相应数学模型中,获得了EW75镁合金中的均匀化制度。根据EW75合金的DSC曲线分析,对其进行均匀化热处理实验,观察均匀化后的合金微观组织,获得了实验条件下的均匀化制度,并与三种数学模型的预测结果相比对,发现Shewman模型、S.L.Semiatin模型预测结果与实验结果吻合较好,Gauss模型所得范围较广,也能起到预测的作用,但是有一定的局限性。EW75合金的合理的均匀化制度为535℃×20h,经过均匀化后,合金中的共晶组织消失,晶界偏析被消除,稀土元素均匀地溶入到基体中,合金的力学性能也有所提高。