Al對Mg-Li-Sn合金組織及性能的影響研究.pdf

1、鎂鋰合金是目前結(jié)構(gòu)金屬材料中密度最低的。與其它結(jié)構(gòu)材料相比，鎂鋰合金具有比剛度、比強(qiáng)度高，易回收，易切削加工等優(yōu)點(diǎn)。在電子、汽車和航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但傳統(tǒng)的 Mg-Li合金的強(qiáng)度不高、熱穩(wěn)定性差。研究表明，在室溫下雙相 Mg-Li屈服強(qiáng)度一般低于100MPa，抗拉強(qiáng)度一般也低于120MPa。這極大地限制了鎂鋰合金在很多領(lǐng)域特別是作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。因此，通過對Mg-Li合金進(jìn)行合金化處理和不同的加工工藝來改善其綜合力學(xué)性能

2、是有必要的。Al元素和Sn元素均可作為合金化元素來改善鎂鋰合金的力學(xué)性能。因此，本文以Mg-Li-Sn合金為基礎(chǔ)，制備了Al含量不同Mg-6Li-xAl-0.8Sn(x=0,1,3,5)合金。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)和新三思CMT-5105電子萬能試驗(yàn)機(jī)對鑄態(tài)、固溶態(tài)和擠壓態(tài)Mg-6Li-xAl-0.8Sn合金進(jìn)行微觀組織形貌觀察和力學(xué)性能測試。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①鑄態(tài)Mg

3、-6Li-0.8Sn合金由α-Mg基體相、Mg2Sn相、Li2MgSn相組成。添加了 Al以后，Mg-6Li-xAl-0.8Sn(x=1,3,5)合金的基體由α-Mg和β-Li相組成。w(Al)=1％時，合金中生成新的化合物分別為顆粒狀的Mg17Al12相和LiMgAl2相， Mg17Al12主要分布于α/β相界，LiMgAl2主要分布于β相上。當(dāng)w(Al)=3%時，合金中的Mg17Al12相轉(zhuǎn)變?yōu)锳lLi相和LiMgAl2相，且塊狀A(yù)

4、lLi相和顆粒狀LiMgAl2相主要分布在在α/β相界和β相基體中，層片狀A(yù)lLi相分布在β相中。w(Al)=5%時，合金中LiMgAl2相消失，合金中的第二相主要為呈塊狀和片狀A(yù)lLi相分布于β相上和分布于α相和α/β相界處的塊狀的Mg2Sn、Li2MgSn。②Al元素的添加能明顯提高鑄態(tài)Mg-6Li-0.8Sn合金的強(qiáng)度。且隨著Al含量的增加，合金的抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。w(Al)=3%時，合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值173.

5、1Mpa。合金的屈服強(qiáng)度呈一直上升趨勢。w(Al)=5%時，合金的屈服強(qiáng)度達(dá)到最大值152.3Mpa。相對于沒有添加Al的Mg-6Li-0.8Sn合金，增幅分別達(dá)到了67.6%和170.5%。③固溶態(tài)Mg-6Li-0.8Sn合金依然由α-Mg、Mg2Sn和 Li2MgSn相組成，但Mg2Sn相和Li2MgSn相的衍射峰強(qiáng)度有所減弱，隨著Al的加入，Mg-6Li-1Al-0.8Sn合金相組成發(fā)生了顯著變化。當(dāng)w(Al)=1%時，Mg17A

6、l12相的衍射峰消失，完全固溶于β相中；w(Al)=3%和5%時，經(jīng)固溶處理后的Mg-6Li-xAl-0.8Sn(x=3,x=5)合金中的AlLi相衍射峰強(qiáng)度未發(fā)生明顯變化。④鑄態(tài)和固溶態(tài)的Mg-6Li-xAl-0.8Sn合金中的α相和β相的硬度隨著Al元素的增加均呈現(xiàn)一直上升的趨勢，且固溶處理后的α相和β相都在w(Al)=5%時達(dá)到最大值，分別為88.6HV和92.1 HV。其中Mg-6Li-1Al-0.8Sn合金與對應(yīng)的鑄態(tài)合金相比