Due to the effective precipitation strengthening effect of the β′ phase, Mg-Gd alloys exhibit excellent room temperature mechanical behaviors. However, when served at high temperatures, the metastable β′ phase will transform to other phases, resulting in severe performance degradation. In this study, we investigated the effect of precipitation state achieved by different heat treatments on high temperature tensile and creep behaviors of the Mg-15Gd alloy by comparing the properties of the as-cast, solid-solutioned (T4) and peak-aged (T6) alloys. The results showed that the tensile mechanical properties of the T6 alloy were always highest from room temperature to 300 °C, in spite of an abnormal strength increase with temperature existed in the T4 alloy. For tensile creep properties, the T6 alloy exhibited the lowest steady creep rate below 235 °C while the T4 alloy possessed the best properties above 260 °C. Microstructure characterization revealed that the transition was caused by the stress-promoted precipitation of β′ phase in the T4 alloy and rapid phase transformation in the T6 alloy at high temperatures. At 260 °C, the calculated stress exponent n was 3.1 and 2.8 for the T4 and T6 alloys, respectively, suggesting the creep deformation mechanism was dislocation slip, which was further confirmed by the microstructure after creeping. Our findings can provide new insights into the heat treatment process of Mg-Gd alloys served at high temperatures.

由于β'相的有效析出强化作用，Mg-Gd合金表现出优异的室温力学性能。然而，当在高温下使用时，亚稳态 β' 相会转变为其他相，导致性能严重下降。在这项研究中，我们通过比较铸态、固溶 (T4) 和峰值时效 ( T6) 合金。结果表明，尽管 T4 合金存在强度随温度异常增加的现象，但 T6 合金的拉伸力学性能始终在室温至 300 °C 范围内最高。对于拉伸蠕变特性，T6 合金在 235 °C 以下表现出最低的稳定蠕变速率，而 T4 合金在 260 °C 以上表现出最佳性能。显微组织表征表明，转变是由 T4 合金中应力促进的 β' 相析出和 T6 合金在高温下的快速相变引起的。在 260 °C 时，T4 和 T6 合金的计算应力指数 n 分别为 3.1 和 2.8，表明蠕变变形机制为位错滑移，蠕变后的显微组织进一步证实了这一点。我们的研究结果可以为高温下使用的 Mg-Gd 合金的热处理过程提供新的见解。显微组织表征表明，转变是由 T4 合金中应力促进的 β' 相析出和 T6 合金在高温下的快速相变引起的。在 260 °C 时，T4 和 T6 合金的计算应力指数 n 分别为 3.1 和 2.8，表明蠕变变形机制为位错滑移，蠕变后的显微组织进一步证实了这一点。我们的研究结果可以为高温下使用的 Mg-Gd 合金的热处理过程提供新的见解。显微组织表征表明，转变是由 T4 合金中应力促进的 β' 相析出和 T6 合金在高温下的快速相变引起的。在 260 °C 时，T4 和 T6 合金的计算应力指数 n 分别为 3.1 和 2.8，表明蠕变变形机制为位错滑移，蠕变后的显微组织进一步证实了这一点。我们的研究结果可以为高温下使用的 Mg-Gd 合金的热处理过程提供新的见解。蠕变后的显微组织进一步证实了这一点。我们的研究结果可以为高温下使用的 Mg-Gd 合金的热处理过程提供新的见解。蠕变后的显微组织进一步证实了这一点。我们的研究结果可以为高温下使用的 Mg-Gd 合金的热处理过程提供新的见解。