近年來,飛速發(fā)展的汽車及航空工業(yè)對(duì)新穎且輕量化材料的需求極為迫切,而鎂鋰合金作為密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料受到青睞。特別是,超輕LA141鎂鋰合金室溫下為體心立方的β相,使其具有很好的塑性變形能力。然而,該合金的強(qiáng)度較低,導(dǎo)致其應(yīng)用受限。所以,探索一種有效的變形工藝及熱處理工藝參數(shù),讓其在強(qiáng)度提高的同時(shí)塑性至少保持不變或有所提高,這對(duì)于LA141鎂鋰合金的發(fā)展與應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義。本研究采用等徑角擠壓技術(shù)(ECAP)和等徑角擠壓-軋制技術(shù)(ECAP+RL)對(duì)LA141鎂鋰合金進(jìn)行塑性變形,并在不同溫度下退火,研究不同變形工藝及退火溫度對(duì)試驗(yàn)合金物相組成、晶粒度、斷口形貌及力學(xué)性能的影響,并分析其室溫晶粒細(xì)化機(jī)理及其強(qiáng)化機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)原始態(tài)LA141鎂鋰合金晶粒尺寸約為65um,隨著ECAP變形道次的增加晶粒尺寸被顯著細(xì)化,2道次和3道次后晶粒尺寸分別約為12.5um和10um;E軋制后ECAP試樣組織被拉成長(zhǎng)條狀,晶粒呈現(xiàn)出定向排列,隨壓下量的增加,長(zhǎng)條狀組織被逐漸細(xì)化趨于纖維狀;(2)2道次ECAP試樣與軋制20%后的ECAP最佳退火工藝參數(shù)為210℃×1h。2道次ECAP試樣在經(jīng)210℃×1h退火后,晶粒尺寸約為5~10um的細(xì)小等軸晶;軋制20%后的ECAP試樣經(jīng)過210℃×1h退火后,晶粒尺寸約為10~15um的等軸晶;(3)原始LA141鎂鋰合金試樣在ECAP擠壓2道次后,試樣屈服強(qiáng)度(R_e)、抗拉強(qiáng)度(R_m)及延伸率(A)分別為170MPa、195MPa、24.2%,相比于原始態(tài)分別提高了44.1%、38.3%、120%;軋制20%后的ECAP在210℃×1h退火后,試樣的R_e、R_m及A分別為157MPa、197MPa、28%,相比于原始態(tài)分別提高了33%、39.7%、155%;(4)軋制20%后的ECAP試樣的R_e、R_m及A分別為172MPa、190MPa、17.3%,相比于原始態(tài)分別提高了47.5%、34.8%、57.3%;軋制20%后的ECAP試樣經(jīng)210℃×1h退火后,試樣的R_e、R_m及A分別為145MPa、210MPa、23.8%,相比于原始態(tài)分別提高了23%、48.9%、116.4%;(5)通過SEM對(duì)合金室溫拉伸斷口形貌觀察可知,每種工藝下合金斷口均存在大量的韌窩,這表明合金斷裂機(jī)制為韌性斷裂;但是ECAP擠壓2道次的試樣在210℃×1h退火后,試樣斷口形貌韌窩大小及分布均勻,深度較深且形狀趨于等軸型,表明試樣斷裂時(shí)所受到的應(yīng)力狀態(tài)為均勻性應(yīng)變。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG146.22;TG376
【部分圖文】：

圖 1.1 鎂鋰二元平衡相圖90 年間，蘇聯(lián)研制出型號(hào)為 MA21 和 MA18 鎂合金，可鍛造性，強(qiáng)度和塑性、組織穩(wěn)定性都較好，鑒于這空航天器的零部件上。1983 年，Kaibushev 等在 MA很大進(jìn)展，并將超塑性成形的合金部件實(shí)際運(yùn)用，是 年，蘇聯(lián)在鋁鋰合金快速凝固的工藝基礎(chǔ)上，采用激超細(xì)晶粒的鎂鋰合金，開發(fā)了新的鎂鋰合金制備工藝凝固方法制備了 Mg-9Li-X 合金，合金的性能得到了日本開始了對(duì)鎂鋰合金的研究，在總結(jié)美蘇兩國(guó)關(guān)于，日本科學(xué)家主要集中研究 Mg-Li 二元合金和 Mg-L果。以小島教授為首的研究小組制備了密度為 0.959面上[11]，被稱為“夢(mèng)幻合金”。期，我國(guó)也掀起了研究鎂鋰合金的熱潮，國(guó)內(nèi)高校及機(jī)構(gòu)開展了關(guān)于鎂鋰合金相關(guān)技術(shù)研究，并發(fā)表了多研究成果，為我國(guó)鎂鋰合金的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。近年

圖 1.2 等徑角擠壓示意圖及擠壓模具實(shí)物通的大變形壓力加工相比，ECAP 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有：材料在擠壓過切應(yīng)變，但是擠壓前后試樣形狀及尺寸基本不變；擠壓路徑如路徑多道次道次擠壓后材料組織趨于均勻，力學(xué)性能得以改善與動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶相結(jié)合的工藝達(dá)到細(xì)化晶粒的效果；剪切方向可以獲得不同的組織結(jié)構(gòu)[53-55]。圖 1.3 ECAP 技術(shù)中的四種擠壓路徑CAP 的擠壓過程中，不同路徑 A、BA、BC、C 會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生不

狀及尺寸變化不大，所以可通過多道次擠壓細(xì)晶或超細(xì)晶粒。其基本原理及擠壓模具如圖 1.2 等徑角擠壓示意圖及擠壓模具實(shí)物形壓力加工相比，ECAP 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有：材料但是擠壓前后試樣形狀及尺寸基本不變；次道次擠壓后材料組織趨于均勻，力學(xué)性能復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶相結(jié)合的工藝達(dá)到細(xì)化晶�？梢垣@得不同的組織結(jié)構(gòu)[53-55]。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2839971