富鈰稀土和鈰對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,是目前應用的最輕的金屬結構材料,它不僅具有低密度、高的比強度和比剛度、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,因此在航空航天、交通運輸、通訊電子、軍工及其他需要輕質(zhì)構件的領域得到日益廣泛的應用,是最有希望成為21世紀重要的輕質(zhì)、高強、環(huán)保材料之一。雖然具有優(yōu)良性能的Mg-Li合金受到國內(nèi)外學者的青睞并進行了大量的研究,但仍存在強度低,耐腐蝕性差等問題,制約其進一步的發(fā)展及應用。本論文針對Mg

2、-Li合金強度低的特性,選擇Mg-Li-Al-Zn合金為基礎,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Mg-5Li-3Al-2Zn顯微組織和拉伸力學性能的影響。
　　 本文采用氬氣保護真空熔煉的方法制備了Mg-Li合金,并對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。同時也研究了固溶處理對Mg-5Li-3Al-2Zn-xRE的顯微組織和拉伸性能的影響。
　　 研究結果表明:
　　 ①Mg-5Li-3Al-2Zn合金主要由α-Mg相、AlLi相組成,當加入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合金的強度,但是對其顯微組織,除生成化合物外,對基體晶粒大小的影響不明顯;拉伸結果顯示LAZ532-1.5RE和LAZ532-1.0 Ce合金分別獲得優(yōu)異的性能。
　　 ③擠壓變形過程中合金發(fā)生了動態(tài)再結晶而形成細小晶粒,合金的拉伸力學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,抗拉強度和延伸率分別高達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,主要是因為合金晶粒的長大。
　　 分析認為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化作用。過多鋁-稀土化合物的形成不僅消耗了合金中的Al而使固溶強化作用減弱,并且易于發(fā)生化合物的團聚從而不有利于合金的拉伸