Al、Si、Y元素對(duì)Mg-4Li合金組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、作為迄今為止工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛度以及優(yōu)異的鑄造性能、機(jī)械加工性能及易回收等其他金屬材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在航天航空、汽車以及通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，引起了各國科研工作者們極大的興趣和廣泛的關(guān)注。但其絕對(duì)強(qiáng)度較低難以滿足應(yīng)用領(lǐng)域的需求，在很大程度上制約了其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。如何提高鎂鋰合金的綜合力學(xué)性能已成為了各國科研人員研究的重點(diǎn)。
　　本文采用磁懸浮真空高頻感應(yīng)加熱法制備鎂鋰合

2、金，首先在Mg-4Li合金中添加不同含量的 Al，研究 Al元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài) Mg-4Li-xAl合金的顯微組織以及力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：添加 Al元素的Mg-4Li合金中產(chǎn)生了AlLi和β-Mg17Al12相。隨著Al元素含量的增加，合金的硬度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)。其中軋制態(tài)Mg-4Li-6Al合金的硬度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了75.66 HV、328 MPa，而軋制態(tài)合金的伸長(zhǎng)率卻不斷下降。當(dāng)合金中Al元素的含量大于

3、3wt.％時(shí)，合金的性能增幅較小。
　　綜合考慮各方面因素，然后選擇以 Mg-4Li-3Al合金為研究基體，探討分析了不同含量的 Si元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài) Mg-4Li-3Al-xSi合金顯微組織以及力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：添加Si元素的Mg-4Li-3Al-xSi合金，晶粒得到了細(xì)化，析出了魚骨狀的Mg2Si新相。在鑄態(tài)合金中兩種析出物互相連續(xù)環(huán)繞晶界且相互交疊，形成析出強(qiáng)化。隨著Si元素含量的增加（0.5，1，2wt.%），合

4、金的硬度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)。其中軋制態(tài) Mg-4Li-3Al-2Si合金的硬度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了89.21 HV、370 MPa，而軋制態(tài)合金的伸長(zhǎng)率卻不斷下降。
　　最后選取了實(shí)驗(yàn)合金中綜合性能最佳的軋制態(tài) Mg-4Li-3Al-2Si合金作為基體，隨后在此合金的基礎(chǔ)上進(jìn)一步比較了不同含量Y元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-2Si-xY合金的顯微組織以及力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在添加 Y元素的 Mg-4