復(fù)合軋制及累積疊軋Mg-Li-Al復(fù)合板的顯微組織與力學(xué)性能.pdf

1、Mg-Li合金作為一種新型的金屬結(jié)構(gòu)材料，由于其優(yōu)異的性能，如密度低、比強(qiáng)度高、比剛度高、良好的電磁屏蔽性能、各向異性弱等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、軍事工業(yè)、機(jī)械、交通工具、3C產(chǎn)品、醫(yī)療及微電子技術(shù)等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，由于其性質(zhì)活潑，極易發(fā)生腐蝕，阻礙了其獲得更廣泛的應(yīng)用。因此，尋求一種提高M(jìn)g-Li合金耐腐蝕性能的方法具有重要的意義。眾所周知，鋁及鋁合金具有較好的耐腐蝕性能且與Mg-Li合金同屬輕金屬材料。本文在400℃以5

2、0％的壓下率通過(guò)熱軋復(fù)合制備出Mg-Li/Al復(fù)合板以提高M(jìn)g-Li合金的耐腐蝕性能，并通過(guò)累積疊軋制備出Mg-Li/Al多層金屬?gòu)?fù)合板。本文首先研究了退火工藝對(duì) Mg-Li/Al復(fù)合板顯微組織與力學(xué)性能的影響，并研究了復(fù)合板在累積疊軋過(guò)程中的顯微組織演變和力學(xué)性能變化。結(jié)果表明：
　　通過(guò)軋制復(fù)合制備出的復(fù)合板具有較好的結(jié)合強(qiáng)度。將復(fù)合板在200℃~400℃退火1h，在300℃或低于300℃退火時(shí)，結(jié)合面處無(wú)明顯擴(kuò)散，而當(dāng)退火溫

3、度達(dá)到350℃時(shí)結(jié)合面處產(chǎn)生明顯的擴(kuò)散層，擴(kuò)散層由金屬間化合物 Mg17Al12和 Al3Mg2組成，同時(shí)在Mg-Li合金中發(fā)生了再結(jié)晶，隨退火溫度的升高擴(kuò)散層變厚，同時(shí)由于擴(kuò)散層的形成使復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度升高，結(jié)合面處硬度值急劇增高，抗拉強(qiáng)度急劇降低。在400℃時(shí)復(fù)合板結(jié)合強(qiáng)度為22.64MPa，結(jié)合面處硬度值為95.8HV，抗拉強(qiáng)度為155.23MPa，延伸率為25.69%。
　　在300℃退火不同時(shí)間，在0.5h時(shí)β相中發(fā)生了

4、再結(jié)晶；到1h時(shí)α相發(fā)生球化，結(jié)合面處沒(méi)有發(fā)生擴(kuò)散；當(dāng)退火時(shí)間延長(zhǎng)到1.5h時(shí)，Mg-Li合金中的顯微組織基本沒(méi)有發(fā)生變化，結(jié)合面處可以觀察到很薄的擴(kuò)散層；隨著退火時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，Mg-Li合金的顯微組織沒(méi)有發(fā)生明顯變化，金屬間化合物Al3Mg2和Mg17Al12斷斷續(xù)續(xù)地分布在結(jié)合面處；到2.5h時(shí)，金屬間化合物逐漸連接起來(lái)，形成連續(xù)的擴(kuò)散層；在3h時(shí)，結(jié)合面處的金屬間化合物層并未發(fā)生明顯的變厚。
　　隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，Mg-

5、Li合金的硬度剛開(kāi)始基本保持不變，隨后逐漸下降，純Al的硬度剛開(kāi)始以較小的降幅逐漸降低，在1h時(shí)急劇降低，隨后又以較小的減幅逐漸降低，結(jié)合面處的硬度值剛開(kāi)始逐漸下降，在1.5h時(shí)急劇升高，繼續(xù)延長(zhǎng)退火時(shí)間，硬度值進(jìn)一步上升，但增幅越來(lái)越小；復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度逐漸增大，在3h時(shí)達(dá)到19.12MPa；抗拉強(qiáng)度先降低再升高，繼續(xù)延長(zhǎng)退火時(shí)間，抗拉強(qiáng)度急劇降低，而延伸率隨退火時(shí)間的延長(zhǎng)先升高然后基本不變。軋制復(fù)合后 Al/Mg-Li/Al復(fù)合板的

6、抗拉強(qiáng)度達(dá)到了204.51MPa，延伸率為16.39%。
　　采用累積疊軋技術(shù)成功地制備出 Al/Mg-Li多層復(fù)合板材，復(fù)合板的界面結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到10.45MPa。隨著累積疊軋道次的增加，Mg-Li合金中的α相和β相沿著軋制方向被拉長(zhǎng)，呈現(xiàn)出明顯的方向性，到5道次后，α相和β相均為細(xì)長(zhǎng)的條狀，且α相中的晶粒尺寸達(dá)到20μm，β相中的晶粒尺寸基本在5μm~10μm之間；而到6道次后，α相和β相由細(xì)長(zhǎng)條狀破碎后變成細(xì)小分散的顆粒，且分