超輕Mg-9Li-2Zn合金軋制工藝與組織性能研究.pdf

1、Mg—Li合金具有質輕、高比強度及高韌性等特點，在航空、航天、3C等領域具有廣闊的應用前景。但現有的Mg—Li合金材料存在耐熱性差、易氧化、易腐蝕等問題，嚴重制約了材料的進一步推廣應用。因此，優(yōu)化Mg—Li合金的熔鑄工藝，研究Mg—Li合金的軋制工藝，分析合金變形機制，以進一步提高合金板材的力學性能，已成為拓展Mg—Li合金應用領域的關鍵。本論文采用實驗研究和理論分析相結合的方法，通過金相和掃描電鏡觀察、電子萬能拉伸、X射線衍射分析、能

2、譜分析等手段，系統(tǒng)地研究了Mg—Li合金的熔鑄和軋制工藝，探討了合金退火熱處理過程中的軟化機制，確定了完整的Mg—Li合金制備—軋制加工—熱處理的最佳工藝。另外，論文還探討了微量Al和Ca元素的添加對Mg—Li合金組織和性能的影響規(guī)律及其作用機制。論文的主要研究工作及結果如下：
　　 (1)對Mg—9Li—2Zn系合金熔鑄工藝進行了研究。確定采用LiCl+LiF的鹽類作為合金熔煉時的覆蓋劑，可以獲得良好的保護效果。
　　

3、 (2)對Mg—Li合金的均勻化處理工藝進行了研究。隨固溶處理溫度升高，合金的強化機制由彌散強化逐漸轉變成固溶強化，適當延長保溫時間有利于第二相粒子固溶到晶粒中。在本實驗條件下，Mg—9Li—2Zn合金最佳均勻化處理工藝是在250℃下，保溫時間24小時，Mg—9Li—2Zn—xCa合金最佳均勻化處理工藝是在300℃下，保溫時間24小時。
　　 (3)對Mg—9Li—2Zn合金軋制溫度和道次壓下率進行了研究。隨著軋制溫度的升高，軋

4、制過程中合金即發(fā)生了動態(tài)再結晶，合金晶粒得到細化。合金最佳的軋制溫度為200℃～300℃，室溫冷軋最佳的單道次壓下率應控制在20％～30％。
　　 (4)研究了Mg—9Li—2Zn合金的軋后退火熱處理工藝，明確了合金的退火軟化機制。退火可以消除冷軋過程中產生的加工硬化和殘余應力，進而提高合金的變形能力。本實驗中，冷軋Mg—9Li—2Zn合金的最佳退火制度為300℃保溫60min。隨著退火溫度的升高，退火后合金的硬度呈先迅速下降后