Ca對(duì)Mg-Li-Al合金組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、鎂鋰合金做為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有諸多優(yōu)點(diǎn),例如良好的加工性能、電磁屏蔽性能和減震性能等等,因此鎂鋰合金在航空航天、電子、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 根據(jù)Mg-Li二元合金相圖,當(dāng)Li含量低于5.5、wt.％時(shí),合金為密排六方結(jié)構(gòu)的α-Mg固溶體;當(dāng)Li含量在5.5wt.％～11.0wt.％時(shí),合金為α-Mg+β-Li組織;當(dāng)Li含量超過(guò)11 wt.％時(shí),則形成完全由體心立方結(jié)構(gòu)組成的β固溶體。當(dāng)Li添加量低于5.5

2、wt.％時(shí),由于鋰的加入會(huì)導(dǎo)致α-Mg的c/a軸比減少,因此就降低了棱柱滑移的臨界剪切應(yīng)力,使更多的滑移系被激活,從而提高了鎂合金的塑性變形能力。
　　 本論文使用真空感應(yīng)熔煉爐制備鑄態(tài)Mg-Sli-3Al-xCa(x=0,0.5,1,1.5,wt.％)合金,對(duì)鑄態(tài)合金進(jìn)行熱機(jī)械加工獲得擠壓態(tài)合金,擠壓態(tài)合金在溫度為400℃時(shí)保溫4小時(shí),然后在空氣中進(jìn)行冷卻.采用美國(guó)熱電公司的IRIS IntrepidⅡ等離子發(fā)射光譜測(cè)定合金化

3、學(xué)成分,利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡觀察合金的顯微組織,合金的相組成采用X射線衍射儀和能譜儀確定,用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和布氏硬度計(jì)測(cè)試材料的力學(xué)性能。
　　 研究了擠壓態(tài)Mg-5Li-3Al-xCa(x=0.5,1,wt.％)合金在不同溫度(373 K,398 K,423 K)和不同應(yīng)力(35 Mpa,55 Mpa,75 Mpa)下的蠕變行為。通過(guò)蠕變本構(gòu)方程的計(jì)算得到合金的應(yīng)力指數(shù)、蠕變激活能和材料結(jié)構(gòu)常數(shù),結(jié)合蠕變前后的顯微組

4、織探討合金的蠕變機(jī)制。
　　 由以上研究?jī)?nèi)容獲得的研究結(jié)果表明:
　　 Ca的加入能夠明顯細(xì)化晶粒,當(dāng)含Ca量為0.5～1wt.％時(shí),鑄態(tài)合金的晶粒隨Ca含量的增加逐漸細(xì)化,然而,當(dāng)含Ca量增加到1.5wt.％時(shí),晶粒開(kāi)始粗化。熱擠壓過(guò)程中,合金發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,合金的晶粒進(jìn)一步細(xì)化。
　　 無(wú)論在鑄態(tài)還是在擠壓態(tài)條件下,Mg-Sli-3Al-0.5Ca均比其它含鈣量的合金具有更高的力學(xué)性能,這主要是晶粒細(xì)化、A

5、l的固溶強(qiáng)化和AhCa的析出強(qiáng)化共同作用的結(jié)果。當(dāng)含Ca量增加到1～1.5wt.％以后,晶界處形成了大量的(Mg,Al)2Ca共晶化合物,割裂了晶粒,合金的力學(xué)性能惡化。
　　 在所給定的試驗(yàn)條件下,擠壓態(tài)Mg-5Li-3Al-0.5Ca和Mg-5Li-3Al-1Ca合金的穩(wěn)態(tài)蠕變速率隨著溫度和應(yīng)力的增加而升高。擠壓態(tài)Mg-5Li-3Al-0.5Ca合金的應(yīng)力指數(shù)(n)和蠕變激活能(Qa)的平均值分別為1.92和59.36 KJ