鎂鋰稀土合金的制備及性能研究.pdf

1、論文以獲得高性能變形鎂鋰合金材料作為研究目標(biāo)，以稀土元素在鎂鋰合金中的作用為主要研究內(nèi)容，對(duì)鎂鋰合金材料的成分、組織、變形行為、性能之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。論文主要研究了Ce在Mg—Li二元合金、Mg—Li—Al系合金中的作用，Y、Sn在Mg—Li—Al系合金的作用，Mg—Li—Al-Ce系合金的時(shí)效行為，以及Mg—Li—Al-Ce系合金的腐蝕電化學(xué)行為。 研究了稀土Ce在Mg—8.5Li基合金中的作用，結(jié)果表明Ce在Mg—

2、8.5Li合金中主要以Mg12Ce的形式存在于晶界和相界處，Ce可以使Mg—8.5Li合金中α相減少、β相增多，對(duì)合金相的尺寸和晶粒大小具有細(xì)化作用。Mg—8.5Li—xCe系合金隨Ce含量的增加，合金強(qiáng)度、硬度增加，延伸率下降。Ce對(duì)Mg—8.5Li合金的力學(xué)性能的影響主要是由于Ce對(duì)Mg—8.5Li合金的細(xì)化作用和Mg12Ce的第二相強(qiáng)化機(jī)制。提出了Ce在結(jié)晶界面前沿富聚將造成較大的成分過冷以及Mg12Ce的生成是Ce細(xì)化Mg—8.

3、5Li二元合金的的主要機(jī)制。 研究了Ce在Mg—Li—Al系合金中的作用，結(jié)果表明Ce在Mg—Li—Al系合金中主要以Al2Ce稀土化合物的形式存在。適量的Ce在Mg—Li—Al系合金中可以起到細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化作用。Ce在結(jié)晶界面前沿富聚造成較大的成分過冷以及Al2Ce的生成是Ce細(xì)化Mg—Li—Al系合金的主要機(jī)制。 研究了擠壓變形對(duì)Mg—Li—Al-Ce系合金組織及力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明擠壓變形提高了Mg—Li

4、—Al-Ce系合金的力學(xué)性能。Mg—8.5Li-3Al系合金在523K擠壓加工時(shí)發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。 研究了軋制變形壓下量對(duì)Mg—8.5Li-1Al-1Ce合金中組織和性能的影響，結(jié)果表明軋制變形使合金中β(Li)相發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，并隨壓下量增大晶粒尺寸有減小的趨勢，合金力學(xué)性能得到提升。 研究了軋制變形對(duì)Mg—8.5Li-1Al-1Ce合金織構(gòu)的影響，結(jié)果表明合金α(Mg)相在軋制過程中的變形過程不僅啟動(dòng)了基面滑移系，

5、還啟動(dòng)了棱柱面滑移系和錐面滑移系，β(Li)相在軋制變形時(shí)各個(gè)晶系變形均衡。 研究了Mg—5.5Li-3.0Al-1.2Zn-1.0Ce合金的變形過程中的組織、性能變化 特點(diǎn)，結(jié)果表明經(jīng)523K擠壓變形后合金發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，得到均勻的等軸晶組織。 擠壓后再溫軋變形有大量的孿晶生成。Mg—5.5Li-3.0Al-1.2Zn-1.0Ce合金擠壓變形后抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率都得到提升，擠壓后再軋制變形合金強(qiáng)度和硬度進(jìn)一

6、步提升，延伸率下降。 研究了Mg—5.5Li-3.0Al-1.2Zn-1.0Ce的變形行為及變形方式對(duì)合金織構(gòu)的影響，結(jié)果表明合金擠壓樣品具有絲織構(gòu)特征，(10-10)棱柱面和(10-11)錐面平行于擠壓方向，變形方式有棱柱面滑移、錐面滑移和基面滑移。擠壓后再溫軋變形形成了典型的(0002)基面板織構(gòu)，變形方式主要以基面滑移和錐面孿生為主。 在Mg—8.5Li-3Al合金中加入稀土元素Y后，α(Mg)相被明顯細(xì)化和

7、球化，呈粒狀均勻分布。適量的Y對(duì)Mg—Li—Al合金具有固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化的作用。 Sn對(duì)Mg—Li—Al系合金中的僅相具有細(xì)化和球化作用，有助于Mg—Li—Al系合金在熱擠壓過程中發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。Sn在Mg—Li—Al系合金中主要以顆粒狀Mg2Sn化合物的形式存在于α(Mg)相邊界和β(Li)相中，Mg2Sn顆粒對(duì)Mg—Li—Al系合金可以起到細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化作用。 研究了Mg—Li—Al-Ce系合金的

8、時(shí)效行為，結(jié)果表明Ce含量對(duì)時(shí)效硬化程度和時(shí)效動(dòng)力學(xué)具有顯著的影響，隨Ce含量的增加合金在各時(shí)期的硬度都增大，最高時(shí)效峰硬度也隨之提高，過時(shí)效軟化的程度隨之降低。Ce抑制時(shí)效硬化相MgLi2Al和時(shí)效軟化相AlLi相的生成是Mg—8.5Li-3Al-xCe系合金時(shí)效硬化及過時(shí)效軟化程度降低的主要原因，Ce是抑制Mg—Li—Al合金發(fā)生時(shí)效軟化的有益元素。 研究了Ce對(duì)Mg—8.5Li-3Al合金腐蝕電化學(xué)行為的影響，結(jié)果表明適量