稀土微合金化对Mg-9Li-1Zn合金组织性能的影响

通过复合添加0.2%的Y+0.1%的Nd+0.05%的Gd(质量分数,下同)制备了轻质高强Mg-9Li-1Zn-RE合金(LZ91-RE),随后对其进行锻造和冷轧。采用OM、SEM、EDS、XRD、TEM对锻造态和冷轧态LZ91合金和LZ91-RE合金进行组织及物相分析,同时利用拉伸试验机进行力学性能测试。结果表明,LZ91合金组织由α-Mg和β-Li两相组成,添加多元稀土元素后LZ91合金中α相体积分数减少了26.5%,晶粒得到显著细化,同时原位析出了富Y、富Nd、Mg₁₂Nd及Mg₃RE稀土强化相,但存在局部偏聚现象;LZ91-RE合金经过大应变冷轧变形,稀土强化相被破碎细化且分布更加均匀。此外,与LZ91合金相比,锻造态的LZ91-RE合金抗拉强度比LZ91合金提高了13.9%。冷轧态的LZ91-RE合金的抗拉强度比LZ91合金提高了19%,而伸长率只下降了4.4%。     

轧制变形量对Mg-12Li-3AlSi合金组织和性能的影响

研究不同轧制变形量对Mg-12Li-3AlSi合金板材组织和性能的影响规律。结果表明,随着轧制变形量的增加,合金的抗拉强度明显增加,伸长率先增后减,总轧制变形量控制在85%~90%之间可获得综合力学性能优良的合金。     

Mg-8Li-2Al-1Zn合金的热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-8Li-2Al-1Zn合金进行热压缩实验,研究了变形温度为523~723 K、应变速率为0.01~10 s-1条件下的合金热变形行为,并建立了合金的流变应力本构方程及热加工图。结果表明:Mg-8Li-2Al-1Zn合金的流变曲线均属于动态再结晶型,流变应力随着温度升高(应变速率降低)而减小。显微组织的变化验证了动态回复和动态再结晶的发生。Mg-8Li-2Al-1Zn合金流变应力本构关系可以用双曲正弦函数和Z参数准确的描述,平均应力指数为4.62,平均热激活能为139.35 J/mol。根据建立的加工图,预测合金热变形的最佳工艺参数为:523~573 K,0.1~1 s-1。     

Cu对Mg-9Zn合金显微组织及性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和力学性能试验机等研究了Mg-9Zn-xCu(x=0,1,3)合金铸态和固溶时效后的组织和力学性能。结果表明:随着Cu含量的增加,晶粒逐渐细化,热处理后力学性能显著提高,延伸率逐渐上升。Cu含量为1%时合金抗拉强度最大,在410℃固溶16 h,160℃时效20 h后,抗拉强度和延伸率为299 MPa和12.06%,较铸态时213MPa和10.7%提高了40.38%和12.71%,但延伸率较固溶处理后下降了26.79%。合金铸态拉伸断口出现一定程度的韧窝,具有韧性断裂特征。热处理后,分布在晶界的析出相周围环绕着大量塑性区,塑性变形能力增强。     

室温轧制与退火工艺对Mg-10Li-1.5Zn合金组织和性能的影响

采用真空感应电炉熔炼、锂盐覆盖、氩气保护等工艺,在720℃制备出超轻Mg-10Li-1.5Zn合金,在室温下进行轧制,随后进行退火处理。利用金相显微镜、SEM和万能拉伸机分析了Mg-10Li-1.5Zn合金形变和退火后的微观组织和力学性能。试验结果表明,室温下轧制变形可以显著提高合金的力学性能,合金经58%变形量室温轧制后,与铸态组织相比合金的力学性能明显提高,抗拉强度达到182 MPa,屈服强度达到169 MPa,伸长率达到25%,相比铸态Mg-10Li-1.5Zn合金分别提高了42.8%、76.4%、6.5%;合金经过65%冷轧变形不同温度退火后,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率先升高随后略有下降,150℃退火1 h伸长率达到最大值为43%。     

冷轧预变形量对1460合金组织和性能的影响

本文研究了时效前不同冷轧预变形量（ε=7%,14%,20%,27%）对1460合金沉淀强化过程的影响。当冷轧变形量增加至20%时,合金中出现位错墙（Dense Dislocation Wall）。位错为T1相提供了形核位置,使得合金中T1相的数量增加同时尺寸保持在100 nm 左右,缩短了时效峰值时间。27%冷轧变形+160 ℃/12 h时效能提高合金的强度,同时塑性较好,此时合金的抗拉强度和延伸率分别为590 MPa和8%。     

Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金组织及室温变形行为

以Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金为对象,研究其组织形貌及相组成.并利用UTM5305电子万能试验机对其进行了不同应变速率以及不同变形量的室温压缩实验,获得真应力-应变曲线,构建合金的室温变形本构方程.研究压缩前后合金的微观组织和压缩性能演变规律.结果 表明,Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn...     

Ca对Mg-5Li-3Al-2Zn合金组织和力学性能的影响

实验研究了添加1%、2%、3%、6%Ca对Mg-5Li-3Al-2Zn合金组织和性能的影响.通过观察显微组织,利用XRD和EDS分析组织成分可知,添加适量的Ca可细化晶粒,Ca主要富集在晶界处,当Ca加入量超过2%时,与Al形成Al2Ca金属间化合物,Al2Ca较多时,对基体的割裂作用较强.室温拉伸试验结果表明,添加2%Ca,强度和塑性同时提高,继续增加Ca含量,合金的力学性能下降.     

Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Mg-8Li-3Al-xY（x=0.5,1.0,3.0）合金。研究稀土Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响。结果表明：在Mg-8Li-3Al合金中加入稀土Y,α（Mg）相被明显细化和球化,合金中生成了Al2Y相,添加w（Y）=0.5%-1%后,合金强度得到提高。     

Sn对Mg-8.5Li-3Al合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Mg-8.5Li-3Al和Mg-8.5Li-3Al-1Sn合金,研究Sn对Mg-8.5Li-3Ai合金组织和性能的影响,结果表明,Sn在Mg-Li-Al系合金中主要以颗粒状Mg2Sn化合物的形式存在于β(Li)相中,Mg2Sn颗粒对Mg-Li-Al合金可以起到第二相强化作用.     

Al-Ti-C中间合金对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响

通过液固反应制备了含TiC和Al4C3相的Al-Ti-C中间合金,并利用OM、XRD、SEM和EDS等研究了Al-Ti-C 中间合金对Mg-8Li-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,Al-Ti-C中间合金的最佳加入量为1.0％;加入量为1.0％时,粗大的α相树枝晶变成颗粒状,并且α相变得更加细小圆整,合金的抗拉强度和伸长率分别达到199.28 MPa和14.60％.     

热挤压工艺对Mg-4Li-1Al合金组织与性能的影响

通过对Mg-4Li-1Al合金进行热挤压和拉伸实验,以及显微组织分析和微观断口分析,研究了挤压工艺对合金显微组织和力学性能及微观断裂机制的影响。结果表明:采用挤压温度为200℃、挤压比为3.9、挤压速度为30mm/min的工艺热挤压后,合金中存在大量的孪晶,α-Mg晶粒沿挤压方向变形明显;当挤压温度升高至270℃、挤压比增大至9.7,合金显微组织中的孪晶基本消失,且α-Mg晶粒产生了局部的动态再结晶。随着挤压温度升高、挤压比增大,Mg-4Li-1Al合金的塑性大幅度提高,伸长率提高约2.5倍,断面收缩率提高约2.1倍。同时,合金的断裂方式由以解理断裂和沿晶断裂为主的混合断裂转变为准解理断裂。     

固溶时效处理对轧制态Mg-12Li-2Al-1Zn合金组织与性能的影响

采用OM、XRD、SEM等手段研究了时效处理对轧制态Mg-12Li-2Al-1Zn合金组织及力学性能的影响。结果表明,50℃时效处理1 h,镁锂合金发生时效强化现象,最大硬度值111 HV0.1,抗拉强度达到281 MPa,伸长率为13%。XRD图谱显示,50℃时效处理1 h时出现MgLi2Al相,MgLi2Al相弥散分布在晶粒内,有效地提高了镁锂合金的强度。合金在50~150℃时效处理时,很快发生过时效现象。经固溶时效处理后合金的断裂方式发生了韧性断裂→脆性断裂→韧性断裂的转变。     

Nd含量对Mg-11Li-1Al合金组织的影响

采用真空熔炼法制备Mg-11Li-1Al-xNd合金,利用金相显微镜、SEM、XRD、EDS等研究Nd对Mg-11Li-1Al合金组织及性能的影响.结果表明,Nd元素的加入可以细化晶粒,使晶粒均匀化,合金硬度增大,加入3.0%左右的Nd,晶粒细化效果最佳,硬度最高.     

挤压变形Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金的显微组织及力学性能

采用真空感应熔炼炉熔铸了Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金,对该合金进行了挤压变形,采用OM、SEM、XRD、EDS等检测了挤压态合金的显微组织,室温拉伸试验测试了挤压态合金的力学性能,并观察了断口形貌。结果表明,挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金由基体α-Mg和少量的AlLi相组成,晶粒尺寸细小。挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金具有较高的力学性能,抗拉强度达到260 MPa,伸长率为20.7%,断口主要由韧窝组成,合金具有较好的韧性。     

Mg-9Li-5Gd-1Zr合金的组织转变及力学性能

采用常规熔炼工艺制备Mg-9Li-5Gd-1Zr合金,考察了合金元素、均匀化热处理及ECAP挤压对Mg-9Li双相合金组织转变与力学性能的影响.结果表明,合金元素Gd和Zr能显著细化Mg-9Li双相合金中的α-Mg相,使其成为细小的条状,并均匀分布于基体中;与形成的具有取向分布的针状Mg3Gd对铸态合金起主要强化作用.均匀化热处理使β-Li基体晶粒明显长大;β-Li基体内的针状Mg3Gd相发生部分溶解、数量急剧减少;条状α-Mg相沿晶界偏聚长大,形成块状;合金强度较铸态略有下降,伸长率显著提高.ECAP一道次挤压在细化基体组织,改善组织均匀性的同时,导致均匀化处理合金中条状α-Mg相和针状Mg3Gd相破碎细化,诱导回溶的Mg3Gd相沿流变方向再次析出,合金较均匀化处理的强度、塑性均有所下降.     

表面机械研磨对Mg-3Al-1Zn合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和拉伸力学性能测试等手段,对不同表面机械研磨时间处理的Mg-3Al-1Zn合金的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,随着表面机械研磨时间的增加,Mg-3Al-1Zn合金板材的梯度纳米结构表面层厚度逐渐增加,且在表面机械研磨时间超过6 min后增加幅度较小;随着表面机械研磨时间的延长,表层晶粒的平均尺寸没有明显降低,但是微观应变有所增加,Mg-3Al-1Zn合金的抗拉强度和屈服强度逐渐上升,而断后伸长率逐渐降低。     

均匀化退火对Mg-12Al-1Zn合金组织和性能的影响

对石墨型铸造Mg-12Al-1Zn合金均匀化退火后的组织及性能进行了研究。结果表明:在420℃保温24 h均匀化退火后,β-Mg_(17)Al_(12)相以层片状组织析出,随着退火冷却速度的降低,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出量逐渐增多,在冷却速度为0.0201 K/s时完全析出,平均层片间距随冷却速度降低而增大,并有少量溶断。经均匀化退火后,合金的布氏硬度值比铸态有所提高,且随着冷却速度的降低,布氏硬度先增大后减小,在冷却速度为0.0201 K/s时达到最高值87.7 HB。     

热处理对Mg-8Li-4Zn-3Y合金组织和性能的影响

采用锂盐熔剂保护法熔铸Mg-8Li-4Zn-3Y合金,并对合金进行T4固溶和T6固溶+时效热处理,探讨了热处理对Mg-8Li-4Zn-3Y合金组织及硬度的影响。结果表明,T4固溶后,组织中的强化相减少,α-Mg相晶粒尺寸增大,形貌亦变得不规则,合金的硬度下降;再经过T5时效后,组织中又析出一些强化相颗粒,合金的硬度有一定程度的提高。压缩过程中,Mg-8Li-4Zn-3Y合金试样均呈鼓形后开裂,且均呈45°的剪切断裂。     

Y和Sr对Mg-14Li-1Al合金组织及力学性能的影响

研究了微量Sr、Y对具有bcc结构的Mg-14Li-1Al(LA141)合金铸态及挤压态微观组织和力学性能的影响。结果表明,在LA141合金中添加Sr或Y后,晶粒明显细化。挤压态合金的力学性能得到提高,这主要和第二相粒子(Al4Sr、Al2Y等)的形成以及挤压过程中发生的动态再结晶有关。LA141-0.3Y合金在室温下具有较好的力学性能(抗拉强度:161 MPa,屈服强度:154 MPa,伸长率:26%)。