Ag掺杂对镁锂合金微观结构和力学性能影响的研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengbf0917
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镁锂合金以其超轻特性,较大的比强度,成为近年来国内外材料领域的研究重点之一。但是,镁锂合金的超轻特性和高强度难以兼顾,特别是高温性能差,严重制约了镁锂合金的应用。因此,在合金中添加合金元素,强化镁锂合金的性能,已成为拓展镁锂合金应用领域的关键。本文运用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度仪、冲击韧性试验机、电子万能试验机等仪器对合金进行表征,讨论了Ag掺杂对Mg-8Li-3Al-1Zn和Mg-8Li-3Al-1Zn-1Y合金微观结构和力学性能的影响以及Y的加入对合金的影响。对合金微观结构的研究结果表明,合金的密度在1.38g/cm3-1.45g/cm3范围内,并随Ag量的增大而增大;合金为典型的α(Mg)相+p(Li)相双相镁锂合金,其晶粒随着Ag加入量的增大而减小,当Ag量为0.5wt.%时,晶粒最小,之后随着Ag加入量的增大,晶粒出现长大趋势;合金经过挤压后发生了动态再结晶,晶粒与铸态合金相比得到了明显的细化,其晶粒大小随Ag量的变化趋势与铸态合金相同;随着Ag的加入,合金中AlLi相消失,出现AgAlLi2相。通过能谱的检测,结合XRD结果,确定在晶界处的白色相是AgAlLi2相;Ag在结晶界面前沿富集将造成较大的成分过冷以及AgAlLi2的生成是Ag细化合金的主要机制。对合金力学性能的研究结果表明,,合金的硬度在67.0 HB-72.2 HB之间变化,随着Ag量的增大,合金硬度降低,Mg-8Li-3Al-1Zn-1Y-xAg合金硬度略高于Mg-8Li-3Al-1Zn-xAg合金;随着Ag量的增大,合金的冲击韧性增大,当Ag量为0.5wt.%时,合金冲击韧性最大,达到474 kJ/m2,当Ag量增大到1wt.%时,合金冲击韧性开始下降;室温下,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率均随Ag量的增大而先增大后减小,在0.5wt.%处达到最大,分别为246 MPa、238 MPa、25.56%;在423K下,随着Ag量的加大,合金抗拉强度下降,延伸率上升。Al2Y的生成抑制了合金抗拉强度的降低;合金的冲击韧性断口、室温拉伸断口、高温拉伸断口均表现为穿晶韧性断裂。
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