富鈰稀土和鈰對(duì)α-鎂鋰合金性能的影響研究.pdf

1、Mg-Li合金又稱為超輕合金,是目前應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,它不僅具有低密度、高的比強(qiáng)度和比剛度、并具有良好的切削加工性能和阻尼性能以及可回收利用等優(yōu)點(diǎn),因此在航空航天、交通運(yùn)輸、通訊電子、軍工及其他需要輕質(zhì)構(gòu)件的領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用,是最有希望成為21世紀(jì)重要的輕質(zhì)、高強(qiáng)、環(huán)保材料之一。雖然具有優(yōu)良性能的Mg-Li合金受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的青睞并進(jìn)行了大量的研究,但仍存在強(qiáng)度低,耐腐蝕性差等問(wèn)題,制約其進(jìn)一步的發(fā)展及應(yīng)用。本論文針對(duì)Mg

2、-Li合金強(qiáng)度低的特性,選擇Mg-Li-Al-Zn合金為基礎(chǔ),在Mg-5Li-3Al-2Zn合金中添加富鈰混合稀土(RE)以及Ce元素,研究RE和Ce元素對(duì)Mg-5Li-3Al-2Zn顯微組織和拉伸力學(xué)性能的影響。
　　 本文采用氬氣保護(hù)真空熔煉的方法制備了Mg-Li合金,并對(duì)Mg-Li合金擠壓變形。采用金相顯微鏡(OM),掃描電子顯微鏡(SEM),能譜分析(EDS),X射線衍射儀以及拉伸等分析手段,研究了RE以及Ce元素對(duì)鑄態(tài)

3、和擠壓態(tài)Mg-5Li-3Al-2Zn合金的顯微組織和拉伸性能的影響。同時(shí)也研究了固溶處理對(duì)Mg-5Li-3Al-2Zn-xRE的顯微組織和拉伸性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明:
　　 ①M(fèi)g-5Li-3Al-2Zn合金主要由α-Mg相、AlLi相組成,當(dāng)加入RE和Ce元素后,合金中分別出現(xiàn)了Al2RE/Al3RE相和Al2Ce/Al3Ce相,分布于基體晶界上以及晶粒內(nèi),含量隨稀土元素添加量的增加而增加。
　　 ②

4、添加RE和Ce元素都可以提高鑄態(tài)Mg-5Li-3Al-2Zn合金的強(qiáng)度,但是對(duì)其顯微組織,除生成化合物外,對(duì)基體晶粒大小的影響不明顯;拉伸結(jié)果顯示LAZ532-1.5RE和LAZ532-1.0 Ce合金分別獲得優(yōu)異的性能。
　　 ③擠壓變形過(guò)程中合金發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而形成細(xì)小晶粒,合金的拉伸力學(xué)性能得到大幅度提高,其中Mg-5Li-3Al-2Zn-0.5RE獲得最佳拉伸性能,抗拉強(qiáng)度和延伸率分別高達(dá)294.1MPa和26.64％

5、;在擠壓態(tài)合金中不同RE添加量的合金晶粒大小差別較大。
　　 ④固溶處理后,由于基體內(nèi)的固溶元素的增加,鑄態(tài)合金的拉伸性能得到很大程度的提高,而擠壓態(tài)合金的拉伸性能下降,主要是因?yàn)楹辖鹁Я５拈L(zhǎng)大。
　　 分析認(rèn)為RE與Ce元素可以與合金中的Al生成鋁稀土化合物,適量的鋁-稀土化合物可以起到更好的彌散強(qiáng)化作用。過(guò)多鋁-稀土化合物的形成不僅消耗了合金中的Al而使固溶強(qiáng)化作用減弱,并且易于發(fā)生化合物的團(tuán)聚從而不有利于合金的拉伸