稀土钇对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金显微组织和力学性能的影响

镁锂(Mg-Li)合金是现今最轻的金属结构材料,在航空航天及交通运输等领域具有重大的应用价值.但铸造镁锂合金绝对强度低限制了其发展和应用.在Mg-Li二元合金中添加铝(Al)、锌(Zn)和稀土元素钇(Y)三种强化元素制备Mg-Li-Al-Zn-Y五元铸态镁锂合金来提高镁锂合金的力学性能.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描...     

挤压变形态Mg-5Li-3Al-2Zn-xY合金的显微组织和力学性能

利用OM,XRD,SEM等方法研究Mg-5Li-3Al-2Zn-xY合金经过挤压后的显微组织和力学性能。结果表明:合金在挤压过程中发生了动态再结晶,出现了大量等轴晶,晶粒明显细化;合金中AlLi相被挤碎,并呈现出沿着挤压方向分布;当Y含量增加到2.0%(质量分数)后,AlLi相消失;挤压后合金的抗拉强度最高为326.3MPa。细晶强化和第二相强化是提高合金抗拉强度的2个主要因素,Al2Y含量,尺寸及分布决定着第二相强化作用的强弱。     

铸态及挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金的组织及性能

通过真空感应熔炼及挤压变形制备了铸态及挤压态的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金,采用OM、XRD、SEM、EDS观察并分析了合金的显微组织,测试了不同状态合金的力学性能。结果表明,Mg-11Li-3Al-xZr合金均含有β-Li、α-Mg、θ-MgLi_2Al、AlLi相,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中还存在Al_3Zr相。铸态合金晶粒粗大,挤压变形过程中发生动态再结晶使晶粒细化。Zr的添加能明显细化晶粒,尤其在挤压后Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金晶粒尺寸仅为Mg-11Li-3Al合金的1/4左右。铸态时两种合金力学性能相近,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金伸长率略低;挤压变形后两种合金伸长率较高,而且由于加工硬化和细晶强化作用,强度明显提高,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金的强度达到194 MPa,较铸态提高32.8%。     

Zn和Gd元素含量和比例对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn和Gd元素含量及其质量比对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响。挤压后,析出相破碎。β-Li中分散着粒径约100 nm的球形微粒。形成了由长条状α-Mg粗晶和再结晶β-Li细晶组成的双峰结构。挤压后合金的强度和塑性显著提高,且屈服强度和极限抗拉强度随Zn和Gd含量的增加而增加。Mg-8Li-8Zn-2Gd合金表现出最优的综合性能,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为274 MPa、283 MPa和39.9%。挤压态合金主要强化机制为由β-Li的细晶强化和α-Mg的织构强化组成的双模态结构强化和析出相的弥散强化。     

热力过程对双相Mg-8Li-3Al-0.4Y合金组织和力学性能的影响（英文）

研究热力过程对双相Mg-8Li-3Al-0.4Y合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金含有α-Mg、β-Li、AlLi、Al_2Y和MgAlLi_2相,经过350℃退火60 min处理后,冷轧态合金发生了静态再结晶和球化,当退火时间达到90 min时,发生了严重的脱锂。通过优化退火温度和退火时间,得到最佳的退火参数:350℃和60 min,此时合金具有较高的屈服强度(148 MPa)、抗拉强度(184 MPa)和伸长率(35%)。此外,热力过程对α相和β相的织构演变也具有显著的影响。     

Sn对Mg-5Li合金铸态和挤压态组织的影响

在氩气保护气氛下熔炼,得到Mg-5Li-xSn（x=0.15,0.25和0.65,质量分数）系列合金。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析合金的显微组织。结果表明,Mg-5Li合金中添加的Sn元素可以起到明显的晶粒细化作用,当Sn含量从0.15%增加到0.65%时,铸态合金的平均晶粒尺寸从556μm细化到345μm,相应的挤压态合金的晶粒从33μm减小到23μm。近似网状的第二相Mg2Sn分布在铸态合金的晶界上,挤压之后,颗粒状的Mg2Sn主要分布在晶粒内部。这些金属间化合物在挤压动态再结晶中可以作为有效的形核质点,从而起到细化晶粒的作用。     

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.     

Li对铸态Mg-5Sn合金组织和性能的影响

利用OM、SEM、XRD、万能试验机及布氏硬度计对不同锂含量的铸态Mg-x Li-5Sn合金的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,合金中添加Li后,可析出在晶界网状分布Li_2MgSn相和在晶粒内部呈颗粒状弥散分布的少量Mg_2Sn相;随着Li含量的升高析出相先增多后减少。Li可使合金晶粒细化。在添加量为4%时,合金晶粒尺寸最小,力学性能最好,抗拉强度为126 MPa,布氏硬度为63 HB。     

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。     

异步轧制对Mg-8Li-3Al-0.4Ca合金组织及性能的影响

本文以Mg-8Li-3Al-0.4Ca合金为研究对象,采用金相(OM)显微组织观察、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及力学性能测试的分析方法,获得了此合金在同异速比不同压下量和同压下量不同异速比异步轧制后的微观组织及力学性能。研究结果表明:异速比相同时,随着压下量的增大,α-Mg相和β-Li相逐渐沿轧制方向被拉长成纤维组织,屈服强度和抗拉强度增加,延伸率先减小之后上下波动;压下量相同时,随着异速比的增大,α-Mg相纤维组织被破坏,形成竹节状,β-Li相一直为等轴晶形态,因此,屈服强度和抗拉强度都先增加后减小,延伸率先减小后增加到一个稳定的值。     

挤压比对双相Mg-8Li-6Zn-2Gd合金显微组织、织构和力学性能的影响（英文）

通过显微组织观察、织构分析和拉伸测试等手段研究挤压比对双相Mg-8Li-6Zn-2Gd合金显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明：均匀化态Mg-8Li-6Zn-2Gd合金中含有α-Mg、β-Li、Mg Li Zn、I相和W相。经热挤压后,共晶I相被碾碎成细小颗粒状,而W相保持原有块状形状。合金中α-Mg基体和β-Li基体在热挤压过程中均发生了动态再结晶(DRX),且晶粒随着挤压比的增加逐渐细化。经热挤压后,α-Mg基体的基面织构弱化和柱面织构增强是由于非基面滑移的激活;β-Li基体中形成明显的α和γ纤维织构主要与动态回复与动态再结晶相关。热挤压同时提升Mg-8Li-6Zn-2Gd合金的抗拉强度和伸长率,并在挤压比为16:1时获得最佳的综合力学性能。     

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％.     

Nd含量对Mg-8Li-3Al合金组织和力学性能的影响

本文以添加稀土元素Nd的Mg-8Li-3Al合金为研究对象,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、电子拉伸机、维氏硬度计等试验手段,研究了Mg-8Li-3Al、Mg-8Li-3Al-0. 4Nd、Mg-8Li-3Al-1Nd这三种合金在挤压态的显微组织、力学性能和断口形貌等规律。研究发现:适量稀土元素Nd的加入可以对LA83合金起细化作用,并使LA83合金力学性能得到提升; Nd元素添加过量会对合金强度和塑性产生不利影响。     

电磁搅拌对Mg-8Li-3Al合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同强度的电磁搅拌对Mg-8Li-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,电磁搅拌能改善凝固过程的传热传质,细化枝晶,提高合金的抗拉强度、伸长率和硬度.当施加的电磁场电压为100 V时,Mg-8Li-3Al合金的显微组织细小均匀,室温抗拉强度、伸长率和硬度(HB)分别达到212.9 MPa、10.5%和71.3,合金的组织和力学性能达到最佳.     

挤压态和峰值时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn合金显微组织与力学性能之间的关系（英文）

研究挤压态和时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn(ATZ632)合金的显微组织和力学性能。挤压态ATZ632合金表现出优异的力学性能,其屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别为216.4 MPa、344.3 MPa和18.4%。经时效处理后,Mg₁₇Al₁₂析出相体积分数增加且出现Mg4Zn7相,Mg₁₇Al₁₂相平行于基面,Mg4Zn7垂直于α-Mg的(0001)面析出,从而使时效态ATZ632合金的YS和UTS分别增加到252.5和416.2 MPa;但EL下降至10.1%。经过150℃较低温度时效处理后,合金中出现静态再结晶晶粒,且静态再结晶晶粒的c轴垂直于挤压方向,其取向呈高度一致性。     

Y和Sr的添加对Mg-14Li-1Al合金铸态组织的影响(英文)

在氩气保护气氛下,熔炼Mg-14Li-1Al(LA141),LA141-0.3Y、LA141-0.3Sr和LA141-0.3Y-0.3Sr合金。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析研究这几种合金的组织。结果表明:单独添加Y或Sr或复合添加Y和Sr,对LA141的组织细化有明显的效果;添加Y,Sr,和复合添加Y和Sr的LA141合金的晶粒尺寸从原始尺寸600μm分别减小到500、260和230μm;不同形貌的Al2Y,Al4Sr和Mg17Sr2相存在于晶粒内部或晶界处,提供了异质形核质点、阻碍了晶界的滑移,从而抑制了晶粒的长大。     

钆对Mg-8Li-4Zn-xGd合金铸态组织与力学性能的影响

采用锂盐熔剂保护熔铸Mg-8Li-4Zn-xGd(x=1,3,5)合金铸锭,研究钆含量对铸态合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xGd合金基体由α-Mg(HCP)和β-Li(BCC)双相构成。随着钆含量的增加,Mg₅Gd共晶相和Zn₁₂Gd化合物相逐渐连成网状,将基体α+β双相隔离成20～40μm的等轴状或类似于铸铁中的共晶团状,可有效细化α-Mg相和连续的β-Li相;组织中大颗粒Mg₂Zn₁₁相弥散分布在β-Li相内,Mg₅₁Zn₂₀相分布在α-Mg晶界处;锌元素还可以在β-Li相中析出细小弥散分布的MgZn相,其数量随钆含量的增加而增加,可直接弥散强化β-Li相。此外,锌和钆对合金硬度的影响较大,随着钆含量的增加,合金的抗拉强度提高,但伸长率降低。     

Mg-5Sn-xSi合金的铸态显微组织和性能

根据4Mg+ SiO2=Mg2Si+2MgO,利用高纯度石英砂与Mg液反应,采用普通凝固方法制备Mg-Si二元中间合金.利用Mg-Si中间合金、99.9％Mg和99.9％Sn制备Mg-Sn-Si三元合金,通过调整Si的含量研究Mg-5Sn-xSi系合金的组织和性能.利用光学显微金相定量分析、XRD分析,以及显微硬度测试,研究添加0～10 ％Si铸态Mg-Sn-Si合金的显微组织与力学性能.实验结果表明,Mg-Sn-Si合金主要由α-Mg、Mg2 Sn和Mg2 Si 3相组成,无Mg-Sn-Si三元相.当Si≤6％时,合金显微硬度随Si含量的增加而增加.当Si含量≥6％时,合金显微硬度随Si含量的增加而降低.     

Ce含量对Mg-Li-Al-Zn合金显微组织和拉伸性能的影响(英文)

制备了Mg-5Li-3Al-2Zn-xCe(x=0-2.5;质量分数,%)铸态合金,并将所得合金分别于300°C和370°C进行均匀化和固溶处理;研究固溶处理后合金显微组织和拉伸性能的变化。结果表明,合金中加入Ce后出现Al2Ce/Al3Ce析出相,此时合金主要由α-Mg、Al2Ce、Al3Ce和AlLi相组成;固溶处理后合金中AlLi和Al-Ce析出相数量减少。析出相的数量与形态对合金的力学性能十分重要,含有1.0%Ce的合金获得了优良的拉伸性能。固溶处理后Mg-5Li-3Al-2Zn-0.5Ce合金的强度和伸长率都得到了大幅度的提高,这是因为合金在固溶处理后由于基体中的溶质原子增加而获得良好的固溶强化作用。