【摘要】： 鎂鋰合金以其超輕特性,相對(duì)較大的比強(qiáng)度,成為近年來國內(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,通過金相和掃描電鏡觀察、電子萬能拉伸、X射線衍射分析、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CaF_2+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CaF_2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%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,因此使合金的室溫強(qiáng)度升高。以稠化劑CaF_2形式加入少量的Ca元素,對(duì)Mg-Li合金的組織有細(xì)化作用,能提高合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率。但是,隨著Ca的加入量增多,合金性能下降。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG146.22
【圖文】：

地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，在許多金屬被開發(fā)利用得很稀鎂金屬材料是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。鎂和其合金是目結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減震性好、效果好、機(jī)加工性能優(yōu)良、零件尺寸穩(wěn)定、易回收等優(yōu)點(diǎn)，、計(jì)算機(jī)、電子、通訊和家電等行業(yè)已有多年的應(yīng)用歷史和隨著原鎂生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及能源和環(huán)保問題日趨嚴(yán)重用得到了人們的極大關(guān)注。20 世紀(jì)后期，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家已研究與開發(fā)，美國、日本、德國及澳大利亞等各國相繼出臺(tái)究計(jì)劃，因此，鎂被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的重要戰(zhàn)略物資，加強(qiáng)鎂合通訊及航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)研究成為必然趨勢(shì)。圖 1.構(gòu)材料的比強(qiáng)度和比剛度[4]。

Mg-Li合金力學(xué)性能較低，但穩(wěn)定性好；而Mn、Zr、B元素難以合金化。隨后，有人又指出力學(xué)性能的不穩(wěn)定性可能與電子濃度有關(guān)。圖1.2 鎂鋰合金二元相圖

金生產(chǎn)工藝系統(tǒng)[28]。如圖1.3所示。熔煉是在密封的坩堝內(nèi)進(jìn)行，澆鑄是通過固定的吸管將熔液送入壓鑄型腔底部。坩堝及壓鑄腔內(nèi)都通有氬氣，不用SF6氣體保護(hù)。這套工藝系統(tǒng)將可以有效解決鎂合金熔煉及澆注過程中的熔液保護(hù)問題。圖 1.3 采用 Ar2保護(hù)的全封閉熔煉及澆注工藝系統(tǒng)示意圖歐美的一些鎂合金壓鑄企業(yè)采用容積泵(GDP)澆鑄，能減少SF6氣體使用量，并做到定量澆鑄[29]。容積泵有一個(gè)圓柱形泵室，靠閥來調(diào)節(jié)流量，液流速度靠保護(hù)氣體Ar2的氣壓控制。當(dāng)選定的澆鑄時(shí)間到了之后，管道內(nèi)Ar2的壓力降低，澆鑄通道閥關(guān)閉。流量、流速均可達(dá)到精確控制。實(shí)際應(yīng)用中

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李吉慶;含銅超輕鎂鋰合金制備及其時(shí)效析出行為研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 魏樹權(quán);多元共電沉積制備Mg-Li-X（X=Gd，Sb，Bi）合金及機(jī)理研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王鳳麗;重稀土（Yb、Ho）的電化學(xué)行為研究及金屬合金制備[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2777053