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本文应用高温蠕变仪和应力时效炉，对AZ80镁合金在不同的温度和保温时间条件下施加弹性应力进行时效；用显微维氏硬度计、拉伸试验机等设备测试时效合金的力学性能；用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜对应力时效试样进行分析，系统的研究了应力时效工艺对AZ80镁合金力学性能和微观组织的影响。结果表明，AZ80镁合金铸态时，其组织主要由α-Mg固溶体和金属间化合物β-Mg17Al12相组成，硬脆相β-Mg17Al12沿晶界分布，铸态合金试样的延伸率很低；固溶处理后，β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基体中，合金的延伸率有了很大提高；时效处理过程中，β-Mg17Al12以连续和不连续两种形式析出，且随着β相数量的增加，合金的硬度和屈服强度提高，延伸率降低。45MPa拉应力时效6h条件下，随时效温度升高，合金硬度、屈服强度和抗拉强度先增大后减小，延伸率逐渐减小。当时效温度为220℃时，合金获得了最佳的综合力学性能，硬度、屈服强度和抗拉强度分别为82HV、90.9MPa和189.3MPa，延伸率为5.7%，各项性能均优于相同温度和时间下无应力时效处理合金。合金在220℃×30MPa应力时效，随着时效时间的延长，合金的硬度和屈服强度先增大后减小，延伸率逐渐减小。在6h时，合金硬度达到了94HV，力学性能超过了传统时效220℃×36h的效果，应力时效的硬度值提高22%，屈服强度提高7%，抗拉强度提高6.2%，延伸率提高23%。合金性能的提高源于应力时效使溶质原子向晶界处偏聚，促进了强化效果较强的不连续析出相形核及长大，同时细化了在晶内弥散分布的连续析出相。本文提出了外加弹性应力下析出相的生长机制模型，空位和溶质原子结合为复合体，两者成为一体在基体中扩散，复合体扩散至晶界等畸变能较高处，分解为空位和溶质原子。而在弹性拉应力下，晶界等畸变能较高处俘获溶质原子，促进了溶质原子的扩散。