Mg-9Li-xAl(=3,6)合金時(shí)效析出行為的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域?qū)p量化材料和器件的迫切需求不斷增加，鎂鋰合金因其具有低密度、高比剛度和比強(qiáng)度，并具有良好的阻尼減震性能、電磁屏蔽性能和易于回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、醫(yī)療器械、IT行業(yè)等領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。然而，現(xiàn)有的商用合金之一Mg-Li-Al系合金由于其性能穩(wěn)定性差，很容易在室溫下發(fā)生時(shí)效軟化現(xiàn)象，這極大地限制了鎂鋰合金的廣泛應(yīng)用。因此，研究Mg-Li-Al系合金的時(shí)效行為就顯得十分必要。本文采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備了Mg-9Li-

2、xAl(x=3，6)合金，利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(附帶能譜儀)、X射線衍射儀以及透射電子顯微鏡系統(tǒng)地研究了合金在固溶和時(shí)效處理過程中的微觀組織和相組成的演變，并對合金在固溶時(shí)效過程中的硬度變化進(jìn)行了表征。主要研究結(jié)論如下：
　　 ⑴鑄態(tài)LA93和LA96合金主要由(α-Mg+β-Li)的共晶組織組成，β相中生成了黑色顆粒狀的AlLi相，顆粒直徑小于2μm；此外，LA96合金中α相中有(α-Mg+AlLi)組成的層片狀的共

3、晶組織，β相內(nèi)部還有白色顆粒狀的MgLi2Al相。隨著Al含量的增加，合金的硬度值也逐漸增加，并且β相的硬度值比α相的硬度值高。
　　 ⑵固溶處理能使α和β相中的AlLi相完全固溶到合金基體中，但MgLi2Al相不能完全固溶到合金基體中。與空冷相比，固溶處理后選擇水冷對形成過飽和固溶體更有利。LA93合金的最佳固溶處理工藝為：固溶溫度350℃，保溫1h，水冷；LA96合金的最佳固溶處理工藝為：固溶溫度400℃，保溫1h，水冷。固

4、溶過程中α-Mg相的晶格常數(shù)a和c值以及β-Li相的晶格常數(shù)c值先減小后略微增大。
　　 ⑶LA93和LA96合金在固溶1h時(shí)都達(dá)到峰值硬度，分別為75.45 Hv和81.30 Hv。在固溶處理過程中，AlLi相的固溶給合金帶來了固溶強(qiáng)化作用，同時(shí)AlLi相的減少使得合金彌散強(qiáng)化作用減弱，這兩種機(jī)制的共同作用使合金的顯微硬度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。
　　 ⑷在室溫時(shí)效過程中，LA93和LA96合金中均析出了AlLi相，隨

5、著時(shí)間的延長，AlLi相析出量增多。在人工時(shí)效過程中，LA93和LA96合金在經(jīng)過低溫長時(shí)間時(shí)效或者高溫短時(shí)間的孕育期后，合金中又生成MgLi2Al相，出現(xiàn)可逆硬化現(xiàn)象。在二級時(shí)效過程初期，LA93和LA96合金都析出MgLi2Al相，隨著時(shí)效時(shí)間的延長，MgLi2Al相分解為AlLi相，最終出現(xiàn)過時(shí)效現(xiàn)象。
　　 ⑸Mg-9Li-xAl兩種合金的顯微硬度在室溫時(shí)效過程中，隨著時(shí)效時(shí)間的增加硬度值呈持續(xù)上升趨勢；在人工時(shí)效過程中