Al-Si合金對(duì)吸鑄鎂鋰合金組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、Mg-Li合金具有密度低、比強(qiáng)度和比模量高，超塑性和減震性好，各向異性小，加工成形性好等優(yōu)點(diǎn)。但其絕對(duì)強(qiáng)度低、高溫性能差、穩(wěn)定性差和耐腐蝕性差等缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了其在工程領(lǐng)域上的應(yīng)用。Al在Mg-Li合金中有很好的固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化作用，Si可與Mg形成高溫穩(wěn)定的Mg2Si相，對(duì)合金性能提高都有積極的作用。普通鑄造工藝制備的含Si鎂合金中生成的Mg2Si相比較粗大，對(duì)合金性能提高不利。而真空吸鑄因其充型快而且平穩(wěn)，鑄件氣孔和夾渣少，鑄件晶

2、粒細(xì)小而均勻，力學(xué)性能較好。因此本文在Mg-8Li合金中加入Al-Si采用真空吸鑄制備Mg-Li-Al-Si合金，通過軋制和Sr變質(zhì)處理對(duì)合金進(jìn)行改性，以改善Mg2Si相的大小、形狀分布，充分發(fā)揮其強(qiáng)化作用，制備高強(qiáng)度超輕Mg-Li合金。
　　本文以Mg-8Li合金為基體，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3wt.％、6wt.％的Al-12.6wt.％Si或Al-12.6wt.％Si-0.06 wt.％Sr合金來增強(qiáng)Mg-8Li合金，通過金相光學(xué)

3、顯微鏡(OM)、配有能譜儀的掃描電子顯微鏡(SEM&EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)以及X射線衍射儀(XRD)對(duì)Mg-Li-Al-Si合金鑄態(tài)和軋制態(tài)顯微組織進(jìn)行觀察及物相分析，利用顯微硬度計(jì)和電子萬能實(shí)驗(yàn)拉伸機(jī)分別對(duì)合金鑄態(tài)和軋制態(tài)下的硬度變化趨勢(shì)和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，得出如下主要結(jié)論:
　　(1)鑄態(tài)Mg-8Li合金主要由α-Mg和β-Li相組成。添加Al-Si后，合金中會(huì)生成樹枝狀的Mg2Si相，白色的AlLi相顆粒，而且

4、隨著Al-Si含量的增加，不僅Mg2Si相和AlLi相增加，合金中還會(huì)生成MgLi2Al相。
　　(2) Mg-Li合金鑄態(tài)組織和軋制態(tài)組織都隨著Al-Si的加入而得到細(xì)化，細(xì)化效果隨著Al-Si含量的增加而增加。Sr變質(zhì)后合金組織得到進(jìn)一步細(xì)化，而且對(duì)Mg2Si相具有細(xì)化作用。鑄態(tài)下生成的樹枝狀Mg2Si相和鑲嵌在α-Mg相上的AlLi相在軋制過程中被碎化。
　　(3)隨著Al-Si的添加，鑄態(tài)合金和軋制態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度得

5、到明顯的提高，塑性下降。當(dāng)Mg-8Li合金中添加6wt.％的Al-Si后，合金軋制態(tài)抗拉強(qiáng)度達(dá)到了370.09MPa，與鑄態(tài)合金相比提高了77.8％，拉伸斷裂形式為解理斷裂+局部韌性斷裂的混合斷裂機(jī)制。
　　(4)當(dāng)合金加入Sr變質(zhì)的Al-Si后，鑄態(tài)合金抗拉強(qiáng)度和塑性得到了改善，Mg-8Li-6(Al-Si)合金經(jīng)Sr變質(zhì)后，抗拉強(qiáng)度從208.2MPa提升到了224.7MPa，延伸率也從10.9％提高到了12.3％。