Microstructure and Mechanical Behavior of a New α+β- Type Mg-9Li-3Al-2.5Sr Alloy

采用传统铸造方法分别制备了Φ10 mm和Φ90 mm Mg-9Li-3Al-2.5Sr(LAJ932)合金锭。在挤压温度260℃,挤压比28条件下对Φ90 mm合金锭进行挤压。分别分析和报道了铸态和挤压态LAJ932镁合金的微观组织和力学性能。探讨了该合金在挤压过程中的组织演变规律。研究结果表明:铸态和挤压态LAJ932镁合金均包括α-Mg(hcp)相,β-Li(bcc)相和Al4Sr相。Φ10 mm铸锭的组织比Φ90 mm铸锭组织细小得多。挤压过程中α-Mg相发生连续动态再结晶,而β-Li相发生非连续动态再结晶。挤压过程中,在hcpα-Mg相中形成{10 1 0}<10 1 0>织构,而bccβ-Li相中则形成{110}<101>织构。挤压过程中,LAJ932镁合金的强度和塑性均得到改善。挤压态Mg-9Li-3Al-2.5Sr(LAJ932)合金的抗拉强度达到235 MPa,屈服强度为221 MPa,延伸率为19.4%,合金展现出良好的力学性能。     

等通道转角挤压双相Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺在573 K温度下以Bc路径对双相合金Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y进行1~6道次挤压变形,对变形合金进行显微组织观察、扫描电镜分析、X射线衍射测试和应变速率为1.5×10-3 s-1的室温拉伸实验。结果表明:该合金由(α+β)相组成,变形后晶粒沿着与挤压方向成30°~45°角且呈拉长的流线状,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,其析出相Al2Y颗粒也随道次的增加沿晶粒拉长的方向均匀化和细化。合金原始铸态无织构,1道次变形后β相的主滑移面{110}晶面织构强度最高,变形3道次和6道次后该晶面织构强度相对1道次的下降,织构向周围移动。变形到3道次,室温下抗拉强度从铸态的137.5 MPa提高到最大值166.4 MPa;4道次后,强度有一定程度下降。断口分析表明,经6道次变形后断口呈典型的延性断裂特征,存在更多的韧窝,并获得较大的室温伸长率(83%)。     

Mg-8Li-4Al-0.3Y合金微观组织与力学性能研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段系统研究了铸态、固溶处理态和挤压态Mg-8Li-4Al-0.3Y合金的微观组织,测试了其室温力学性能。实验结果表明：铸态实验合金主要由ɑ-Mg、β-Li、Al2Y和AlLi相以及MgAlLi2相组成;固溶处理后合金中在相界处分布的MgAlLi2化合物相消失,大量AlLi相发生分解并固溶于合金基体中,仅剩下部分尺寸较大的AlLi相。在挤压过程中合金发生动态再结晶,显微组织明显细化,组织更加均匀。固溶处理后合金基体硬度明显高于铸态合金;与铸态相比,挤压态合金的综合力学性能得到大幅提升,其抗拉强度和延伸率分别达到208 MPa和25.1%。     

异步轧制对Mg-8Li-3Al-0.4Ca合金组织及性能的影响

本文以Mg-8Li-3Al-0.4Ca合金为研究对象,采用金相(OM)显微组织观察、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及力学性能测试的分析方法,获得了此合金在同异速比不同压下量和同压下量不同异速比异步轧制后的微观组织及力学性能。研究结果表明:异速比相同时,随着压下量的增大,α-Mg相和β-Li相逐渐沿轧制方向被拉长成纤维组织,屈服强度和抗拉强度增加,延伸率先减小之后上下波动;压下量相同时,随着异速比的增大,α-Mg相纤维组织被破坏,形成竹节状,β-Li相一直为等轴晶形态,因此,屈服强度和抗拉强度都先增加后减小,延伸率先减小后增加到一个稳定的值。     

轧制和热处理对Mg-11Li-3Al-1.5Si-1.5Nd合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及力学性能测试等手段,研究轧制和热处理工艺对Mg-11Li-3Al-1.5Si-1.5Nd合金板材组织和力学性能的影响,探讨其析出相在合金中的作用。结果表明,铸态合金经过均匀化处理后,汉字形貌的Mg2Si相溶入基体,其综合性能大幅下降。但在随后的轧制过程中,合金的力学性能得到双重提升。合金板材经过淬火处理后,晶粒非常细小,主要由β-Li基体和沿轧制方向分布的少量颗粒状Mg17Al12相组成,抗拉强度最大可达344.3MPa。而退火处理后,其仍保留轧制态的组织,但随着退火温度的升高,析出的白色α-Mg相逐渐减少,板材的抗拉强度略微下降,而塑性则呈先升后降再升高的趋势,其中220℃×1h退火板材的塑性最好,其伸长率为73.1%。     

Mg-9Li-5Gd-1Zr合金的组织转变及力学性能

采用常规熔炼工艺制备Mg-9Li-5Gd-1Zr合金,考察了合金元素、均匀化热处理及ECAP挤压对Mg-9Li双相合金组织转变与力学性能的影响.结果表明,合金元素Gd和Zr能显著细化Mg-9Li双相合金中的α-Mg相,使其成为细小的条状,并均匀分布于基体中;与形成的具有取向分布的针状Mg3Gd对铸态合金起主要强化作用.均匀化热处理使β-Li基体晶粒明显长大;β-Li基体内的针状Mg3Gd相发生部分溶解、数量急剧减少;条状α-Mg相沿晶界偏聚长大,形成块状;合金强度较铸态略有下降,伸长率显著提高.ECAP一道次挤压在细化基体组织,改善组织均匀性的同时,导致均匀化处理合金中条状α-Mg相和针状Mg3Gd相破碎细化,诱导回溶的Mg3Gd相沿流变方向再次析出,合金较均匀化处理的强度、塑性均有所下降.     

稀土钇对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金显微组织和力学性能的影响

镁锂(Mg-Li)合金是现今最轻的金属结构材料,在航空航天及交通运输等领域具有重大的应用价值.但铸造镁锂合金绝对强度低限制了其发展和应用.在Mg-Li二元合金中添加铝(Al)、锌(Zn)和稀土元素钇(Y)三种强化元素制备Mg-Li-Al-Zn-Y五元铸态镁锂合金来提高镁锂合金的力学性能.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描...     

超轻Mg-Li-Al-Zn变型合金的组织及力学性能(英文)

采用光学显微镜,SEM扫描电镜,XRD以及力学性能测试等手段,对比研究了Mg-7Li-3Zn,Mg-7Li-3Al和Mg-7Li-1.5Al-1.5Zn的合金组织,力学性能以及断裂机制。结果表明:Zn和Al主要以固溶形式存在于Mg-Li合金中,但仍有少量Al与Mg会形成中间相以颗粒状弥散分布在α-Mg的晶界处和β-Li的基体中。三类合金经过挤压变形后,组织得到细化,回复再结晶现象明显,力学性能发生明显改善。其中Mg-7Li-3Al的抗拉强度和最大延伸率达到最高,分别为239 MPa和27%,比铸态下分别提高34%和93%。     

β基Mg-12Li-3Al-5Zn合金的塑性变形行为

研究了一种新的以β相(bcc晶体结构)为基体的Mg-12Li-3Al-5Zn合金,该合金密度为1．51g／cm^3,具有良好的室温塑性变形能力。轧制和轧制后时效状态的拉伸性能比较表明,轧制时效后合金具有高的强度和比强度,以及很高的屈强比。扫描电镜下的原位准静态拉伸试验表明,合金的断裂行为是穿晶韧性断裂。     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

退火工艺对Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金组织和力学性能的影响

本文对冷轧态Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金进行了不同的退火工艺试验,并对不同退火工艺试验后的试样进行了显微组织观察和室温拉伸试验。结果表明,在退火处理过程中发生静态再结晶和α相球化行为,在360℃退火100 min时,合金发生了脱锂现象。同时得到了最佳的退火工艺制度为360℃×70 min,此时屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为216.29 MPa、182.66 MPa和21.05%。     

复合添加Si、Nd元素对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响

利用磁悬浮真空高频感应加热法熔炼高质量的镁锂合金,通过Si、Nd元素复合添加来研究其对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响。结果表明:加入Si、Nd元素后,组织中主要生成Mg_2Si和Al_(11_Nd_3 2种第二相,其中Si的添加能够促使合金组织中形成篆体形貌的黑色析出物聚集区,而Nd的加入能够细化这种黑色棒状的析出物,并减小晶粒尺寸、洁净组织。当Nd的添加量为1%(质量分数)时其晶粒细化的效果最佳。经过XRD和EDS分析发现,这种黑色棒状的析出物为Mg_2Si相和Al_(11)Nd_3相的结合体。铸态合金的抗拉强度随着Si含量的增加递增,最后趋于稳定;其塑性并不会随某一种或是复合元素的添加而单调变化。实验得到了一种综合力学性能最佳的合金Mg-11Li-3Al-1Si-1Nd,其抗拉强度和伸长率分别为212.3 MPa和46.2%。     

Mg-14Li-3Al-1Y-0.8Zr-0.4Sc合金组织及不同轧制变形量对其力学性能的影响

镁锂合金材料在航天航空领域具有重要应用价值.探究不同轧制变形量对Mg-14Li-3Al-1Y-0.8Zr-0.4Sc合金力学性能的影响,为进一步获取质量更轻、力学性能更优的材料研制工艺奠定基础.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)表征铸态合金微观组织和第二相类型.通过显微维氏硬度计和室温...     

固溶时效处理对轧制态Mg-12Li-2Al-1Zn合金组织与性能的影响

采用OM、XRD、SEM等手段研究了时效处理对轧制态Mg-12Li-2Al-1Zn合金组织及力学性能的影响。结果表明,50℃时效处理1 h,镁锂合金发生时效强化现象,最大硬度值111 HV0.1,抗拉强度达到281 MPa,伸长率为13%。XRD图谱显示,50℃时效处理1 h时出现MgLi2Al相,MgLi2Al相弥散分布在晶粒内,有效地提高了镁锂合金的强度。合金在50~150℃时效处理时,很快发生过时效现象。经固溶时效处理后合金的断裂方式发生了韧性断裂→脆性断裂→韧性断裂的转变。     

Mg-8Li-2Al-1Zn合金的热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-8Li-2Al-1Zn合金进行热压缩实验,研究了变形温度为523~723 K、应变速率为0.01~10 s-1条件下的合金热变形行为,并建立了合金的流变应力本构方程及热加工图。结果表明:Mg-8Li-2Al-1Zn合金的流变曲线均属于动态再结晶型,流变应力随着温度升高(应变速率降低)而减小。显微组织的变化验证了动态回复和动态再结晶的发生。Mg-8Li-2Al-1Zn合金流变应力本构关系可以用双曲正弦函数和Z参数准确的描述,平均应力指数为4.62,平均热激活能为139.35 J/mol。根据建立的加工图,预测合金热变形的最佳工艺参数为:523~573 K,0.1~1 s-1。     

挤压Mg-12Zn-1.5Er镁合金的微观组织演变及力学性能

研究铸造及挤压Mg-12zn-1.5Er合金的显微组织及力学性能.结果表明:铸造Mg-12zn-1.5Er合金中的I相在挤压过程中被破碎,并且动态再结晶伴随着挤压过程发生,导致合金组织进一步细化.合金的晶粒为等轴晶,其平均晶粒尺寸为2～5μm;并且观察到大量的纳米级颗粒在动态再结晶晶粒中析出;与铸造合金相比,挤压合金的力学性能明显提高,这是因为组织细化、准晶强化及纳米级颗粒的析出强化;挤压合金的抗拉强度、屈服强度分别为359 MPa和318 MPa.     

Mg-3Li-1Ce合金的组织与力学性能

通过微合金化法制备了Mg-3Li-1Ce合金,研究轧制态和不同退火态下合金的微观组织和力学性能。结果表明,Mg-3Li-1Ce合金中弥散分布在晶粒内部的点状或者球状析出相为Mg12Ce相。经350℃退火1 h后,合金具有良好的强度与塑性。     

挤压变形Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金的显微组织及力学性能

采用真空感应熔炼炉熔铸了Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金,对该合金进行了挤压变形,采用OM、SEM、XRD、EDS等检测了挤压态合金的显微组织,室温拉伸试验测试了挤压态合金的力学性能,并观察了断口形貌。结果表明,挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金由基体α-Mg和少量的AlLi相组成,晶粒尺寸细小。挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金具有较高的力学性能,抗拉强度达到260 MPa,伸长率为20.7%,断口主要由韧窝组成,合金具有较好的韧性。     

挤压变形对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、 透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等技术,研究了不同挤压比制备出的Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的微观组织和力学性能.结果表明,初始材料为近似等轴晶粒,平均晶粒尺寸约为23.8μm,沿晶界析出大量离异的共晶Mg12Nd相,在晶界处共晶相呈连续网状分布.挤压之后合金组织明显细化,E1(挤压比为7...     

Sr对Mg-9Li-3Al合金显微组织及高温力学性能的影响

试验研究了Sr对Mg-9Li-Ml合金挤压态显微组织和高温力学性能的影响.通过显微观察可知,元素Sr富集在晶界处以Al4Sr化合物的形式存在,并对Mg-9U-3Al合金中α相具有良好的细化作用.在373 K温度下进行拉伸试验的结果表明,当Sr含量为2.5%时合金强度达到183.7 MPa,但伸长率有所下降.一方面由于Sr在晶界处的吸附作用使晶粒细化;另一方面A14Sr相提高了合金的强度和耐热性能,但大量Al4Sr的存在会割裂基体,使强度降低.