軋制及退火后Mg-3Li-1RE合金的組織與性能研究.pdf

1、Mg-Li系合金是最具有代表性的超輕高比強(qiáng)度、比剛度合金，在航空航天領(lǐng)域有較大的應(yīng)用潛力，是目前輕合金的研究重點(diǎn)之一。本文研究了Mg-3 Li-1Ce、Mg-3 Li-1Nd和Mg-3Li-1Sc三種合金在軋態(tài)和軋制退火態(tài)的組織與性能，探討了不同稀土元素和退火工藝對(duì)合金微觀組織、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。得到的主要研究結(jié)果如下：
　　顯微組織分析結(jié)果表明，Mg-3Li-1Ce和Mg-3Li-1Nd合金軋態(tài)組織晶粒變形明顯，經(jīng)再結(jié)晶

2、退火后，合金組織明顯細(xì)化，稀土元素Ce和Nd的加入能提高合金再結(jié)晶溫度。通過掃描電鏡和EDS分析表征，在Mg-3Li-1Ce合金中的第二相為Mg12Ce相，在Mg-3Li-1Nd合金中的第二相為Mg41Nd5相。
　　室溫拉伸實(shí)驗(yàn)表明，軋態(tài)Mg-3Li-1Ce和Mg-3Li-1Nd合金的強(qiáng)度較高，但塑性較低，且斷口分析表明：Mg-3Li-1Ce合金為準(zhǔn)解理斷裂，而Mg-3Li-1Nd合金為解理斷裂。經(jīng)完全再結(jié)晶退火后，兩種合金的強(qiáng)

3、度下降，但塑性顯著提高，斷裂延伸率分別提高了76％和89％，斷口上韌窩數(shù)量有所增多，兩種合金的微觀斷裂機(jī)制均表現(xiàn)為準(zhǔn)解理斷裂，合金的脆性斷裂傾向下降。
　　沖擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種合金在沖擊變形過程中均表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變強(qiáng)化現(xiàn)象。對(duì)于軋態(tài)合金，在1350s-1～1500s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)，Mg-3Li-1Ce合金的應(yīng)力-應(yīng)變行為表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)變率不敏感，在1350s-1～1750s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)，Mg-3Li-1Sc合金的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變

4、行為表現(xiàn)出正效應(yīng)，而Mg-3Li-1Nd合金在1350s-1～1500s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)表現(xiàn)出負(fù)效應(yīng)趨勢(shì)。經(jīng)完全再結(jié)晶退火后，在1350s-1～2800s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)，Mg-Li-Sc合金的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變行為表現(xiàn)出先正效應(yīng)后負(fù)效應(yīng)的趨勢(shì)，且在沖擊變形過程中產(chǎn)生了變形局部化，裂紋沿剪切帶萌生并擴(kuò)展，導(dǎo)致合金的沖擊變形抗力下降。Mg-3Li-1Ce合金在1000s-1～2250s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)其應(yīng)力-應(yīng)變行為對(duì)應(yīng)變率不敏感。而Mg-3