研究人員針對鎂合金強度較低和不易變形的問題，系統(tǒng)研究了Gd、Y、Nd、Dy等對組織和性能的影響，發(fā)現(xiàn)了稀土元素在鎂中的固溶規(guī)律及合金的時效特性，在研究鎂-重稀土體系的顯微組織和精細(xì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，找到了垂直于基面的時效析出相，探明了Mg-Gd-Y系合金的4階段時效析出序列：
α-Mg→β''→β'→β1→β
首次發(fā)現(xiàn)了新的過渡相β1，它是通過β'相原位轉(zhuǎn)變形核長大的，修正了日本學(xué)者對該體系時效序列的描述，研制成形有自主知識產(chǎn)權(quán)的Mg-Gd-Y-Zr系高性能鎂合金，其T6鑄件的抗拉強度>400N/mm2，軋制板材的抗拉強度Rm>500N/mm2，且有優(yōu)良的抗拉Rm和抗蠕變強度。上海交通大學(xué)研制的典型稀土鎂合金的基本特性如下：
JDM1鑄造合金：除主要合金元素Nd外，還含有少量的Zn、Zr、Ca，室溫抗拉強度Rm=300N/mm2、屈服強度Rp0.2=140N/mm2、伸長率A=10%，工作溫度可達(dá)250℃。
JDM2A、JDM2B鑄造鎂合金：以重稀土元素Gd、Y等為主要合金元素的高強度合金，室溫力學(xué)性能：屈服強度Rp0.2=240N/mm2~260N/mm2，抗拉強度Rm=370N/mm2~400N/mm2，伸長率A=3%~5%，鑄造狀態(tài)的顯微組織由α-Mg與離異共晶Mg24(Cd,Y)相構(gòu)成，工作溫度可達(dá)300℃，它的高、低溫力學(xué)性能比傳統(tǒng)的高強度耐熱鎂合金WE54的還高。
JDM2B鑄造鎂合金：是JDM2A合金的發(fā)展，用于鑄造高溫零件，它的Gd、Y含量的比JDM2合金的低一些，它的室溫力學(xué)性能：F狀態(tài)鍛件的抗拉強度Rm≥310N/mm2，T6狀態(tài)鍛件的Rm≥420N/mm2;F狀態(tài)鍛件的屈服強度Rp0.2≥215N/mm2，T6狀態(tài)的Rp0.2≥335N/mm2;F狀態(tài)鍛件伸長率A≥9.0%，T6狀態(tài)的A≥5.0%。
JDM3高稀土鑄造鎂合金：主要合金元素為Y、Gd、Zn，它的室溫屈服強度Rp0.2=260N/mm2，抗拉強度Pm=290N/m2，伸長率A=0.6%。JDM3合金的顯微組織由α-Mg與晶界上的Mg12ZnY化合金組成，因此，塑性差，但有良好的高溫性能。
JDM4含Ag的與高稀土的鎂合金：主要合金元素的重稀土Gd、Y，還含有少量的Ag、Ca、Zr，鑄件組織由α-Mg和離異共晶Mg5Gd組成，固溶處理與時效后強度顯著升高，伸長率明顯下降。鑄件室溫力學(xué)性能：屈服強度Rp0.2=300N/mm2，抗拉強度Rm=410N/mm2，伸長率2.3%。JDM4合金是目前世界上屈服強度最高的鑄造鎂合金。
新型鎂-稀合金的研制充分發(fā)揮了中國稀土和鎂資源的優(yōu)勢，其性能達(dá)到領(lǐng)先水平，促進(jìn)了中國鎂及稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，受到國際材料領(lǐng)域的高度關(guān)注。
可熱處理強化稀土壓鑄鎂合金：為了克服常規(guī)鎂合金壓鑄件內(nèi)在氣孔率較高、可焊性差、伸長率和韌性低等不足之處，交通大學(xué)重點對Mg-Sm-Zn、Mg-Nd系可熱處強化合金及其真空工藝進(jìn)行全面深入研究，取得了可喜的成就，研究中心副主任曾小勤教授在2011年7月21日于德國呂內(nèi)堡舉行的國際輕金屬大會上獲得2011年度鎂合金大獎。
