mg6.8li3alxca合金組織與力學(xué)性能研究

1、?Mg-6.8Li -3Al-xCa 合金組織與力學(xué)性能研究 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （學(xué)術(shù)學(xué)位） 學(xué)生姓名：王 寶 指導(dǎo)教師：彭曉東 教 授 專 業(yè)：材料科學(xué)與工程 學(xué)科門類：工 學(xué) 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二 O 一七年四月 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文? ? 中文摘要?I 摘 要 隨著全球工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和氣候變暖的影響，金屬輕量化技術(shù)越來越得到人們的重視。鎂鋰合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，它具有高的比強(qiáng)度、比剛度、密

2、度低、以及良好的塑性和阻尼性等優(yōu)點(diǎn)，在汽車電子、航空航天、核能工業(yè)、3C 產(chǎn)品和醫(yī)療器械行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用前景。 但是鎂鋰合金較低的絕對(duì)強(qiáng)度、較差的耐蝕性和抗蠕變性能極大的限制了其應(yīng)用。 合金化是研究提高鎂合金力學(xué)性能、腐蝕性能和高溫性能的重要手段。Li 是超輕鎂合金的首選合金化元素，Al 是鎂合金強(qiáng)化的一個(gè)重要金屬元素，Ca 對(duì)鎂合金有細(xì)化晶粒的作用?；诖耍疚囊?Mg-Li-Al 合金為基礎(chǔ)，制備了不同 Ca 含量的 Mg-6

3、.8Li-3Al-xCa 實(shí)驗(yàn)合金，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射儀、新三思拉伸設(shè)備等對(duì)鑄態(tài)和擠壓態(tài)實(shí)驗(yàn)合金進(jìn)行微觀組織觀察和力學(xué)性能測(cè)試， 研究了 Ca 含量對(duì) Mg-6.8Li-3Al 合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律， 分析了實(shí)驗(yàn)合金的斷裂機(jī)制,得出以下主要結(jié)論： ① Mg-6.8Li-3Al 實(shí)驗(yàn)合金中主要由 α-Mg、AlLi 相及少量的 β-Li 和 Mg17Al12組成。當(dāng)向?qū)嶒?yàn)合金中添加 Ca 元素后，實(shí)

4、驗(yàn)合金的晶粒尺寸逐漸細(xì)化，并且 AlLi相和 Mg17Al12 相逐漸被 Al2Ca 相取代直至消失。 ② 鑄態(tài)實(shí)驗(yàn)合金的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明：隨著 Ca 含量的增加，實(shí)驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢(shì)。這是因?yàn)樯倭康?Al2Ca 相在晶界處分布起到了晶界強(qiáng)化的作用，提高了合金的力學(xué)性能；當(dāng) Ca 含量達(dá)到 0.8%時(shí)，過多的 Al2Ca 會(huì)在晶界處形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀，割裂了合金集體，導(dǎo)致了合金力學(xué)性能下降。當(dāng) Ca 含量

5、為 0.4%時(shí)，合金具有最大的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，其值分別為 157MPa 和 123MPa，延伸率也達(dá)到了最大值為 12.3%，相比于Mg-6.8Li-3Al 合金其抗拉強(qiáng)度提高了 29.7%，延伸率提高了 61.8%。 ③ 擠壓過程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，合金組織細(xì)化明顯，共晶相均勻分布與合金基體中。隨著 Ca 含量的增加，實(shí)驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，當(dāng) Ca 含量為 0.4%時(shí)，實(shí)驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度達(dá)到

6、了峰值，分別為：286MPa 和 249Mpa，比鑄態(tài) Mg-6.8Li-3Al-0.4Ca 合金分別提高了 82.2%和 93.6%；實(shí)驗(yàn)合金的延伸率隨著 Ca 含量的增加呈現(xiàn)減小后增大的趨勢(shì)，合金的最大延伸率出現(xiàn)在 Ca 含量為 0.8%處，其延伸率為 19.7%。 ④ 擠壓態(tài)合金在 150℃下的力學(xué)性能表明：含有 0.8%Ca 含量的合金具有最優(yōu)的抗拉強(qiáng)度達(dá)到 191MPa，相比未添加 Ca 的合金提高了 22%。 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞