鑄造Mg-Li-Zn-Zr系鎂合金組織及性能研究.pdf

1、本論文以輕質(zhì)鎂鋰合金材料為研究對(duì)象，以均化處理、氫化處理等熱處理手段和混合稀土對(duì)Mg-Li-Zn-Zr系鎂合金的顯微組織和機(jī)械性能影響為主要研究?jī)?nèi)容，以具有代表性的Mg-7.13Li-3.92Zn-1Zr、Mg-8.16Li-4.10Zn-2.86Y-0.59Zr-2.14LPC合金為基礎(chǔ)，對(duì)鎂鋰合金材料的合金成分-組織結(jié)構(gòu)-機(jī)械性能之間的相互關(guān)系和作用規(guī)律進(jìn)行了較深入系統(tǒng)的研究。 論文主要內(nèi)容為，用真空感應(yīng)熔煉爐配制成分為Mg

2、-7.13Li-3.92Zn-1Zr、Mg-8.16Li-4.10Zn-2.86Y-0.59Zr-2.14LPC兩種試驗(yàn)合金，對(duì)試驗(yàn)合金進(jìn)行不同條件下的熱處理工藝，結(jié)合SEM、金相(OM)及拉伸試驗(yàn)等手段觀察分析熱處理前后，鑄態(tài)和熱處理態(tài)試驗(yàn)合金的組織變化和機(jī)械性能變化，分析熱處理和混合稀土對(duì)合金機(jī)械性能的影響，探討試驗(yàn)合金的機(jī)械性能變化的影響機(jī)制。 研究結(jié)果表明：(1)鎂合金可以通過(guò)真空感應(yīng)爐制得高質(zhì)量的鎂合金鑄錠。

3、(2)鑄態(tài)Mg-7.13Li-3.92Zn-1Zr合金主要由α-Mg相、θ′相(MgLi2Zn)及α-Zr相組成，且θ′相(MgLi2Zn)呈長(zhǎng)針條狀，頭部?jī)啥顺始饨菭?。?jīng)過(guò)均化處理后，θ′相(MgLi2Zn)變成短蠕蟲狀，頭部?jī)啥顺蕡A頭形狀的θ相(MgLiZn)，產(chǎn)生明顯的鈍化現(xiàn)象。 (3)均化處理可以明顯提高鑄態(tài)Mg-7.13Li-3.92Zn-1Zr合金的力學(xué)性能，隨著均化處理時(shí)間延長(zhǎng)，均化態(tài)試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率逐漸降低

4、，而屈服強(qiáng)度則是隨著時(shí)間延長(zhǎng)先降低后又升高，這些是由于粗化現(xiàn)象所致。另外，300℃×48h的均化態(tài)試樣其屈服強(qiáng)度σs最高。 (4)均化處理后，鈍化現(xiàn)象與粗化現(xiàn)象都對(duì)Mg-7.13Li-3.92Zn-1Zr合金試樣力學(xué)性能起到影響作用，但均化態(tài)試樣與鑄態(tài)試樣相比較，鈍化現(xiàn)象明顯起到了決定性作用；而不同工藝條件下均化態(tài)試樣相比較，粗化現(xiàn)象又開始起到明顯的影響。 (5)鑄態(tài)Mg-8.16Li-4.10Zn-2.86Y-0.59

5、Zr-2.14LPC合金鑄態(tài)組織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主要由Li、Zn和RE在Mg中的固溶體和Mg-Li-Zn-RE塊狀化合物共同組成。經(jīng)過(guò)均化處理后，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的部分溶解，隨著均化處理時(shí)間的延長(zhǎng)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)仍然存在，與鑄態(tài)顯微組織的結(jié)構(gòu)較為相似，且均化處理不能夠提高其力學(xué)性能。 (6)鑄態(tài)Mg-8.16Li-4.10Zn-2.86Y-0.59Zr-2.14LPC合金經(jīng)過(guò)氫化處理，晶界塊狀化合物已消失，代之以不連續(xù)的、細(xì)小的黑色顆粒狀組織，且