mg14lix镁锂合金制备工艺及其组织性能的研究

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1、Mg-14Li-X镁锂合金制备工艺及其组织性能的研究摘要镁锂合金以其超轻特性，相对较大的比强度，成为近年来国内外材料领域的研究重点之一。但是，由于镁锂合金的主要组成元素—镁和锂都是极其活泼和质青的金属元素，在合金熔铸时极易产生氧化、夹渣等缺陷。此外，二元镁锂合金的强度特别是高温强度偏低，使其应用领域受到很大限制。因此，完善镁锂合金的熔铸工艺并进一步提高其力学性能，已成为拓展镁锂合金应用领域的关键。本论文采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过金相和扫描电镜观察、电子万能拉伸、X射线衍射分析、能谱分

2、析等手段，针对性地研究了镁锂合金的熔铸和轧制工艺，重点探讨了微量Al和Ca元素对镁锂合金组织和性能的影响规律及其作用机制，主要研究结论如下：（1）对LA141镁锂合金熔铸工艺进行研究。采用CaF2＋LiCl＋LiF的盐类覆盖剂作为LA141镁锂合金熔炼时的稠化剂，不仅可以获得良好的保护效果，而且CaF2与熔体发生化学反应，生成少量的Ca，从而细化晶粒、强化基体，可以获得较好的力学性能。在本实验条件下，LA141镁锂合金的最佳熔铸工艺是浇铸温度993K，浇铸模具温度573K。（2）对LA141镁锂合

3、金固溶处理工艺进行研究。将LA141镁锂合金在不同温度下进行固溶，其基体强化机制是随固溶处理温度升高由弥散强化逐渐转变成固溶强化，当固溶处理温度为450K左右时，镁锂合金塑性最好。适当延长保温时间有利于第二相粒子固溶到晶粒中。在本实验条件下，LA141镁锂合金最佳固溶处理工艺是固溶处理温度453K，保温时间6h。（3）对Mg-14%Li镁锂合金轧制工艺进行研究。根据Mg-14%Li二元镁锂合金室温轧制拉伸实验结果，可以获得较好的力学性能，其铸造态的抗拉强度为165MPa，轧制态的抗拉强度最大值可以

4、达到235MPa，同时，延伸率可以从13.5%增大到48%。随着轧制温度的升高，延伸率一直是增大的。主要是由于压下量的增大，加工细化晶粒，提高了合金的延伸率。（4）少量Al元素的加入，在基体的晶界和晶内存在含Al金属间化合物相。由于这些相的尺寸细小且分布较均匀，因此使合金的室温强度升高。以稠化剂CaF2形式加入少量的Ca元素，对Mg-Li合金的组织有细化作用，能提高合金的抗拉强度和延伸率。但是，随着Ca的加入量增多，合金性能下降。关键词：镁锂合金；熔铸；轧制；组织；性能；强化II硕士学位论文Abs

5、tractRecently,Mg-LiseriesalloyshavebecomeoneoftheemphasesinthefieldofMgalloysduetothelowdensity,highspecificstrengthandspecificmodulus.Butthiskindofalloyhasseveralkeyproblemssuchaseasyoxidation,easycinderinclusion,etc.Additionally,thestrengthofMg-Lial

6、loysespeciallyathightemperatureislow,whichlimitstheapplicationofMg-Lialloys.So,thekeytopromotetheapplicationofMg-Lialloysistodevelopanewsmeltingprocessandenhancetheirmechanicalproperties.ThefoundryandrollingprocessforMg-Lialloysisinvestigatedinthisthe

7、sis.TheinfluenceofAlandCaonthemicrostructuresandmechanicalpropertiesofMg-LialloysisanalyzedbyOM、SEM、X-Ray、EDSandtensiletests.Themainresultsareasfollowing:(1)ThefoundryprocessofLAl41Mg-Lialloywasstudied.UsingCaF2＋LiCl＋LiFadmixtureasfluxcovercanachieveg

8、oodprotectiveaction,andthematerialmechanicalpropertiesareenhancedbytherefinedgrainprocesswhichhappenedwiththeCaelementproducedduringthechemicalreactionbetweenCaF2andthemelting.Thepreferablepouringtemperatureis993K,andthemoldtemperatureis573K.(