Mg-14Li-X鎂鋰合金制備工藝及其組織性能的研究.pdf

1、鎂鋰合金以其超輕特性，相對(duì)較大的比強(qiáng)度，成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。但是，由于鎂鋰合金的主要組成元素—鎂和鋰都是極其活潑和質(zhì)青的金屬元素，在合金熔鑄時(shí)極易產(chǎn)生氧化、夾渣等缺陷。此外，二元鎂鋰合金的強(qiáng)度特別是高溫強(qiáng)度偏低，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制。因此，完善鎂鋰合金的熔鑄工藝并進(jìn)一步提高其力學(xué)性能，已成為拓展鎂鋰合金應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵。 本論文采用實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法，通過(guò)金相和掃描電鏡觀察、電子萬(wàn)能拉伸、X射線

2、衍射分析、能譜分析等手段，針對(duì)性地研究了鎂鋰合金的熔鑄和軋制工藝，重點(diǎn)探討了微量Al和Ca元素對(duì)鎂鋰合金組織和性能的影響規(guī)律及其作用機(jī)制，主要研究結(jié)論如下： （1）對(duì)LA141鎂鋰合金熔鑄工藝進(jìn)行研究。采用CaF2＋LiCl＋LiF的鹽類覆蓋劑作為L(zhǎng)A141鎂鋰合金熔煉時(shí)的稠化劑，不僅可以獲得良好的保護(hù)效果，而且CaF2與熔體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成少量的Ca，從而細(xì)化晶粒、強(qiáng)化基體，可以獲得較好的力學(xué)性能。在本實(shí)驗(yàn)條件下，LA141

3、鎂鋰合金的最佳熔鑄工藝是澆鑄溫度993K，澆鑄模具溫度573K。 （2）對(duì)LA141鎂鋰合金固溶處理工藝進(jìn)行研究。將LA141鎂鋰合金在不同溫度下進(jìn)行固溶，其基體強(qiáng)化機(jī)制是隨固溶處理溫度升高由彌散強(qiáng)化逐漸轉(zhuǎn)變成固溶強(qiáng)化，當(dāng)固溶處理溫度為450K左右時(shí)，鎂鋰合金塑性最好。適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間有利于第二相粒子固溶到晶粒中。在本實(shí)驗(yàn)條件下，LA141鎂鋰合金最佳固溶處理工藝是固溶處理溫度453K，保溫時(shí)間6h。 （3）對(duì)Mg-14

4、％Li鎂鋰合金軋制工藝進(jìn)行研究。根據(jù)Mg-14％Li二元鎂鋰合金室溫軋制拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以獲得較好的力學(xué)性能，其鑄造態(tài)的抗拉強(qiáng)度為165MPa，軋制態(tài)的抗拉強(qiáng)度最大值可以達(dá)到235MPa，同時(shí)，延伸率可以從13.5％增大到48％。隨著軋制溫度的升高，延伸率一直是增大的。主要是由于壓下量的增大，加工細(xì)化晶粒，提高了合金的延伸率。 （4）少量Al元素的加入，在基體的晶界和晶內(nèi)存在含Al金屬間化合物相。由于這些相的尺寸細(xì)小且分布較均勻