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文檔簡介
1、隨著現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域?qū)p量化材料和器件的迫切需求不斷增加,鎂鋰合金因其具有低密度、高比剛度和比強度,并具有良好的阻尼減震性能、電磁屏蔽性能和易于回收等一系列優(yōu)點,在汽車、醫(yī)療器械、IT行業(yè)等領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。然而,現(xiàn)有的商用合金之一Mg-Li-Al系合金由于其性能穩(wěn)定性差,很容易在室溫下發(fā)生時效軟化現(xiàn)象,這極大地限制了鎂鋰合金的廣泛應(yīng)用。因此,研究Mg-Li-Al系合金的時效行為就顯得十分必要。本文采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備了Mg-9Li-
2、xAl(x=3,6)合金,利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(附帶能譜儀)、X射線衍射儀以及透射電子顯微鏡系統(tǒng)地研究了合金在固溶和時效處理過程中的微觀組織和相組成的演變,并對合金在固溶時效過程中的硬度變化進行了表征。主要研究結(jié)論如下:
⑴鑄態(tài)LA93和LA96合金主要由(α-Mg+β-Li)的共晶組織組成,β相中生成了黑色顆粒狀的AlLi相,顆粒直徑小于2μm;此外,LA96合金中α相中有(α-Mg+AlLi)組成的層片狀的共
3、晶組織,β相內(nèi)部還有白色顆粒狀的MgLi2Al相。隨著Al含量的增加,合金的硬度值也逐漸增加,并且β相的硬度值比α相的硬度值高。
⑵固溶處理能使α和β相中的AlLi相完全固溶到合金基體中,但MgLi2Al相不能完全固溶到合金基體中。與空冷相比,固溶處理后選擇水冷對形成過飽和固溶體更有利。LA93合金的最佳固溶處理工藝為:固溶溫度350℃,保溫1h,水冷;LA96合金的最佳固溶處理工藝為:固溶溫度400℃,保溫1h,水冷。固
4、溶過程中α-Mg相的晶格常數(shù)a和c值以及β-Li相的晶格常數(shù)c值先減小后略微增大。
⑶LA93和LA96合金在固溶1h時都達(dá)到峰值硬度,分別為75.45 Hv和81.30 Hv。在固溶處理過程中,AlLi相的固溶給合金帶來了固溶強化作用,同時AlLi相的減少使得合金彌散強化作用減弱,這兩種機制的共同作用使合金的顯微硬度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。
⑷在室溫時效過程中,LA93和LA96合金中均析出了AlLi相,隨
5、著時間的延長,AlLi相析出量增多。在人工時效過程中,LA93和LA96合金在經(jīng)過低溫長時間時效或者高溫短時間的孕育期后,合金中又生成MgLi2Al相,出現(xiàn)可逆硬化現(xiàn)象。在二級時效過程初期,LA93和LA96合金都析出MgLi2Al相,隨著時效時間的延長,MgLi2Al相分解為AlLi相,最終出現(xiàn)過時效現(xiàn)象。
⑸Mg-9Li-xAl兩種合金的顯微硬度在室溫時效過程中,隨著時效時間的增加硬度值呈持續(xù)上升趨勢;在人工時效過程中
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