本文關(guān)鍵詞：Al對雙相Mg-Li合金組織及性能的影響研究

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【摘要】：Mg-Li合金具有比重小,比強(qiáng)度、比剛度高,導(dǎo)電導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性能以及阻尼性能良好等一系列優(yōu)點(diǎn),因此,在汽車工業(yè)、通訊電子業(yè)及航空航天業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而Mg-Li合金因絕度強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性及高溫抗蠕變性差等不足極大的限制了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,人們通過添加合金化元素和不同的熱加工手段來提高M(jìn)g-Li合金的性能。本論文以Mg-Li系合金為基礎(chǔ),采取“對摻法”制備了Al含量不同的雙相Mg-9Li-xAl合金。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)和拉伸試驗(yàn)機(jī)等對鑄態(tài)、固溶態(tài)和擠壓態(tài)合金進(jìn)行微觀組織形貌觀察和力學(xué)性能測試,進(jìn)而研究Al含量對Mg-9Li合金的微觀組織及力學(xué)性能的影響機(jī)理,探究了固溶處理和擠壓變形對Mg-9Li-xAl合金微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律。得出如下結(jié)論:(1)鑄態(tài)Mg-9Li-xAl合金基體均由α-Mg相和β-Li相組成。當(dāng)添加3%的Al時(shí),合金形成了第二相Mg_(17)Al_(12)相,而且主要分布在α相與β相的相界處。當(dāng)Al含量達(dá)到6%時(shí),合金中的第二相由Mg_(17)Al_(12)相轉(zhuǎn)變?yōu)锳lLi相和MgAlLi2相,且小塊狀A(yù)lLi相和顆粒狀MgAlLi2相彌散地分布在β相基體中,層片狀A(yù)lLi相分布在α相中,與α相形成共晶組織(α-Mg+AlLi)。當(dāng)Al含量增加至9%時(shí),隨著合金中MgAlLi2相的消失,合金的第二相主要轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺預(yù)lLi相。(2)Al的添加能明顯提高M(jìn)g-9Li合金的強(qiáng)度。且隨著Al含量的增加,合金強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,但合金的延伸率一直降低。當(dāng)合金中的Al含量為6%時(shí),其強(qiáng)度達(dá)到最大,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別達(dá)到了186.5MPa和176.8MPa,相比未添加Al的Mg-9Li合金,增幅分別達(dá)到了61.1%和83.6%。(3)經(jīng)過固溶處理后,Mg-9Li-xAl合金的組織發(fā)生了以下變化:當(dāng)Al含量為3%時(shí),合金中只有部分Mg_(17)Al_(12)相能夠固溶到基體中;當(dāng)Al含量為6%時(shí),合金β相中MgLiAl2相能夠完全固溶而塊狀A(yù)lLi相不能固溶,同時(shí),在α相中彌散析出大量片狀A(yù)lLi相;當(dāng)Al含量為9%時(shí),合金β相中部分層片狀A(yù)lLi相固溶的同時(shí)析出少量小塊狀A(yù)lLi相,總體上合金中AlLi相的數(shù)量是減少的。(4)經(jīng)過固溶處理后,Mg-9Li-xAl合金的硬度都有一定程度提升。當(dāng)Al含量為6%時(shí),固溶態(tài)合金α相與β相的硬度均達(dá)到最大值,其硬度值分別為80.4HV和90.6HV,與鑄態(tài)合金相比,分別提升了12.4%和25.1%。此外,三種合金中β相的固溶強(qiáng)化效果都明顯要好于α相。(5)擠壓變形后,合金中晶粒得到明顯細(xì)化,第二相分布更加均勻彌散,合金的綜合力學(xué)性能顯著提高。其中擠壓態(tài)LA93合金具有較優(yōu)的綜合力學(xué)性能,在抗拉強(qiáng)度達(dá)到209.4Mpa的同時(shí),仍然保持20.5%的塑性。
【關(guān)鍵詞】：鎂鋰合金 固溶處理 擠壓變形 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鎂及鎂合金11-13
• 1.2.1 純鎂的性質(zhì)11-12
• 1.2.2 鎂合金的特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 鎂合金的主要分類13
• 1.3 鎂鋰合金的研究概況13-20
• 1.3.1 鎂鋰合金的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 鎂鋰合金的特性15-16
• 1.3.3 鎂鋰合金的強(qiáng)化機(jī)制16-18
• 1.3.4 鎂鋰合金的合金化研究18-20
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容、目的及主要?jiǎng)?chuàng)新20-22
• 1.4.1 本課題的研究內(nèi)容20
• 1.4.2 本課題的研究目的20-21
• 1.4.3 本課題的主要?jiǎng)?chuàng)新21-22
• 2 材料的制備及試驗(yàn)方法22-28
• 2.1 試驗(yàn)工藝流程22
• 2.2 合金成分設(shè)計(jì)22-23
• 2.3 合金試樣的制備23-26
• 2.3.1 原材料23-24
• 2.3.2 合金的熔煉24-25
• 2.3.3 合金的均勻化處理25
• 2.3.4 合金的固溶處理25
• 2.3.5 合金的擠壓工藝25-26
• 2.4 合金的力學(xué)性能測試26
• 2.4.1 合金的拉伸性能測試26
• 2.4.2 合金的硬度測試26
• 2.5 合金的組織性能分析26-27
• 2.5.1 合金的金相制備及觀察26-27
• 2.5.2 X-射線衍射分析27
• 2.5.3 SEM觀察及EDS分析27
• 2.5.4 合金的DSC測試27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 鑄態(tài)Mg-9Li-xAl合金的微觀組織及力學(xué)性能研究28-42
• 3.1 鑄態(tài)Mg-9Li-xAl合金的微觀組織28-35
• 3.1.1 鑄態(tài)合金的OM、SEM組織形貌分析28-30
• 3.1.2 鑄態(tài)合金的EDS能譜、XRD分析30-34
• 3.1.3 鑄態(tài)合金的DSC分析34-35
• 3.1.4 Al對鑄態(tài)合金的組織影響機(jī)理35
• 3.2 鑄態(tài)Mg-9Li-xAl合金的力學(xué)性能35-40
• 3.2.1 鑄態(tài)合金的拉伸性能測試結(jié)果36-37
• 3.2.2 鑄態(tài)合金的硬度測試結(jié)果37-38
• 3.2.3 鑄態(tài)合金的拉伸斷口形貌觀察38-39
• 3.2.4 Al對鑄態(tài)合金力學(xué)性能影響的分析39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 4 固溶處理對鑄態(tài)Mg-9Li-xAl合金的影響42-49
• 4.1 Mg-9Li-xAl合金固溶處理后的微觀組織42-46
• 4.1.1 固溶態(tài)合金的XRD分析44-46
• 4.2 合金固溶處理后的顯微硬度測試46-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5 擠壓態(tài)Mg-9Li-xAl合金的微觀組織及力學(xué)性能研究49-58
• 5.1 均勻化熱處理49
• 5.2 擠壓態(tài)Mg-9Li-xAl合金的微觀組織49-53
• 5.2.1 擠壓態(tài)合金的OM、SEM組織形貌分析49-50
• 5.2.2 擠壓態(tài)態(tài)合金的EDS能譜及XRD分析50-53
• 5.2.3 合金擠壓過程中的組織演變53
• 5.3 擠壓態(tài)Mg-9Li-xAl合金的力學(xué)性能研究53-57
• 5.3.1 擠壓態(tài)合金的常溫力學(xué)性能測試結(jié)果53-54
• 5.3.2 擠壓合金斷口的形貌觀察54-56
• 5.3.3 擠壓變形對合金力學(xué)性能影響的分析56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 結(jié)論與展望58-60
• 6.1 結(jié)論58
• 6.2 展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 附錄65
• A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄65
• B 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果目錄及得獎(jiǎng)情況65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：938682