论文部分内容阅读
Mg-Li合金是最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度和良好的塑性变形以及抗高能粒子穿透能力等许多优点,所以在许多高、新、尖领域具有前所未有的广阔前途。但它仍存在强度低、耐腐蚀性差等缺点,限制了它的应用范围。在镁锂合金中添加合金化元素是改善合金性能中最直接有效的方法,而稀土元素常常作为合金化元素应用于镁锂合金中。本论文针对Mg-Li合金力学性能不高的特点,在Mg-Li-Al-Zn合金中添加0~0.15%的Sc,研究了 Sc元素对铸态和挤压态Mg-4Li-3Al-lZn合金以及Mg-8Li-3Al-lZn合金的显微组织和拉伸性能的影响,以期制备一种高强高韧的超轻镁锂合金。采用氩气保护真空熔炼的方法制备Mg-Li合金,并对Mg-Li合金挤压变形。采用金相显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),能谱分析(EDS),X射线衍射仪以及拉伸等分析测试手段对材料的组织与力学性能进行表征。铸态Mg-4Li-3Al-lZn合金基体主要由α-Mg相和絮丝状的AlLi相构成。Sc的加入会使合金中生成A13Sc,弥散分布于合金基体内,并能够有效细化合金晶粒组织。随着Sc的增多,AlLi相逐渐减少,当Sc含量为0.10%时,铸态合金的晶粒细化效果最佳(104μm),其抗拉强度也达到了最高值(213MPa)。Mg-4Li-3Al-lZn合金挤压变形过程中发生了动态再结晶,随着Sc的增加,合金中的晶粒和AlLi相被细化,Sc含量为0.10%时,合金的抗拉强度达到了最高值(282MPa),同时,延伸率也都达到了最高值(27.6%)。挤压态Mg-8Li-3Al-lZn合金主要由α-Mg相、β-Li相以及AlLi相组成,挤压过程中大块的α-Mg被挤碎并发生了动态再结晶,由于Sc的加入,使得合金组织得到细化,强度和塑性都显著提升。其中Mg-8Li-3Al-lZn-0.15Sc合金力学性能最佳,抗拉强度和延伸率分别高达213MPa和33.7%。