本文關(guān)鍵詞：Al、Si、Y元素對(duì)Mg-4Li合金組織和力學(xué)性能的影響

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【摘要】：作為迄今為止工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,鎂鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛度以及優(yōu)異的鑄造性能、機(jī)械加工性能及易回收等其他金屬材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),在航天航空、汽車以及通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,引起了各國(guó)科研工作者們極大的興趣和廣泛的關(guān)注。但其絕對(duì)強(qiáng)度較低難以滿足應(yīng)用領(lǐng)域的需求,在很大程度上制約了其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。如何提高鎂鋰合金的綜合力學(xué)性能已成為了各國(guó)科研人員研究的重點(diǎn)。本文采用磁懸浮真空高頻感應(yīng)加熱法制備鎂鋰合金,首先在Mg-4Li合金中添加不同含量的Al,研究Al元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài)Mg-4Li-xAl合金的顯微組織以及力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加Al元素的Mg-4Li合金中產(chǎn)生了AlLi和β-Mg17Al12相。隨著Al元素含量的增加,合金的硬度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)。其中軋制態(tài)Mg-4Li-6Al合金的硬度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了75.66 HV、328 MPa,而軋制態(tài)合金的伸長(zhǎng)率卻不斷下降。當(dāng)合金中Al元素的含量大于3wt.%時(shí),合金的性能增幅較小。綜合考慮各方面因素,然后選擇以Mg-4Li-3Al合金為研究基體,探討分析了不同含量的Si元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-xSi合金顯微組織以及力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:添加Si元素的Mg-4Li-3Al-xSi合金,晶粒得到了細(xì)化,析出了魚骨狀的Mg2Si新相。在鑄態(tài)合金中兩種析出物互相連續(xù)環(huán)繞晶界且相互交疊,形成析出強(qiáng)化。隨著Si元素含量的增加(0.5,1,2wt.%),合金的硬度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)。其中軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-2Si合金的硬度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了89.21 HV、370 MPa,而軋制態(tài)合金的伸長(zhǎng)率卻不斷下降。最后選取了實(shí)驗(yàn)合金中綜合性能最佳的軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-2Si合金作為基體,隨后在此合金的基礎(chǔ)上進(jìn)一步比較了不同含量Y元素對(duì)鑄態(tài)和軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-2Si-xY合金的顯微組織以及力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在添加Y元素的Mg-4Li-3Al-2Si-xY合金中產(chǎn)生了稀土相Mg24Y5。隨著合金中Y元素含量的增加,合金細(xì)化效果越明顯,析出的稀土相增多。軋制態(tài)合金中形成的稀土相相對(duì)均勻彌散在基體中,且沿著軋制方向呈流線分布。其中軋制態(tài)Mg-4Li-3Al-2Si-1Y合金的硬度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了91.0 HV、390 MPa。當(dāng)Y元素的含量為2wt.%時(shí),合金組織中出現(xiàn)了團(tuán)聚富集的現(xiàn)象。隨著合金中的Y元素的增加,合金的硬度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.22

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本文編號(hào)：1299315