图1.均质化样品的OM图像：（a）水淬样品，（b）真空冷却样品。

图2.

挤压态合金的显微组织特征，（a，c）QE样品，（b，d）FE样品;（a，b）OM图像，（c，d）SEM图像。红色圆圈：变形晶粒，蓝色圆圈：DRX晶粒，黄色箭头：片状γ'相，红色箭头：块状LPSO相。

图3.挤压态合金的EBSD结果：（a，d）IPF图;（b，e）KAM图和（c，f）（0001）极图;（a-c）QE样品和（d-f）FE样品。

图4.（a，c）QE样品和（b，d）FE样品的TEM明场图像和相应的SAED图案;（a，b）变形晶粒区域，（c，d）DRX区域。

图5. QE和FE样品的拉伸性能：（a）工程应力-应变曲线，（b）拉伸强度和伸长率的列分布。

图6.挤压态样品的断裂韧性，（a）载荷-CMOD曲线，断裂表面的横截面轮廓和（b，d）QE样品和（c，e）FE样品的相应CLSM观察结果。

图7. QE和FE样品的断口形貌，（a，e）整个断裂表面，（b，c，f，g）SEM图像和（d，h）断裂区的三维形态;（a-d）QE样品，（e-h）FE样品。

图8.不连续断裂韧性测试中QE样品中平面截面的显微组织，（a）整个裂纹扩展路径，（b）主裂纹附近变形晶粒中的孪晶，（c）块体LPSO相诱导的微裂纹，（d）主裂纹尖端前方的微裂纹。

图9.有限元试样不连续断裂韧性试验中中平面截面的显微组织，（a）整个裂纹扩展路径，（b）二次裂纹附近含有γ '相的变形晶粒中的孪晶，（c）平行于γ'相的微裂纹，（d）裂纹尖端前方的微裂纹。

图10.二次裂纹附近孪晶和γ '相之间关系的TEM图像：（a，b）QE样品;（c，d）FE样品。

本文系统地研究了挤压态Mg-9 Gd-4 Y-1 Zn-0.5Zr（wt.%）合金中块状LPSO相和片状γ'相对断裂韧性的影响，并通过在热挤压前采用不同冷却速度（即水冷和炉冷）进行均匀化处理，成功地调控了合金中LPSO相和片状γ'相的组成，得到了以下主要结论：

(1)QE试样的显微组织主要由α-Mg基体和块状LPSO相组成，而QE试样内部则形成了密集且均匀分布的片层γ'相; QE和FE试样均呈现出由粗大的变形晶粒和细小的动态再结晶（DRXed）晶粒组成的双峰组织，值得注意的是，QE试样中的块状LPSO相促进了热挤压过程中的动态再结晶，而FE试样中的片状γ'相阻碍了动态再结晶，抑制了晶粒长大。

(2)与QE样品（YS为283 MPa，KIC为23.4 MPa·m1/2）相比，FE样品（YS为312 MPa，KIC为29.7 MPa·m1/2）的综合力学性能显著提高，FE样品的优异上级力学性能可归因于片层γ'相对位错运动的有效阻挡，片层γ'相不仅抑制了DRX晶粒长大，而且通过二次微裂纹的产生和主裂纹偏转等机制促进断裂过程中的能量耗散。

(3)X射线CT分析表明，挤压态Mg-RE-Zn合金的断裂行为受块状LPSO相和片层γ'相的不同韧化机制控制，在QE试样中，微裂纹倾向于沿着块状LPSO相形核和扩展，且这些相位于主裂纹的前方或平行于主裂纹，这可以为裂纹扩展提供容易的路径。这通过促进脆性破坏机制的发生而导致QE样品的断裂韧性降低。相反，在FE样品中，片层γ'相可以通过多种机制提高断裂韧性，包括产生二次微裂纹以消耗能量，以及使主裂纹路径偏转以阻止裂纹扩展，此外，γ'相和形变孪晶之间的相互作用通过在裂纹尖端形成额外的能垒而进一步有助于提高断裂韧性。基于这些协同机制，与QE样品相比，FE样品表现出上级抗断裂性和韧性。

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