复合添加si和nd对mg-11li-3al合金组织及力学性能的影响

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：多送鲢日期：bItl,．t．6关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；

2、⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：多长戈昆禹日期：易f妒。‘。‘，7／lt乙／导师签名：匿堡i三日期：bc℃j{j‘万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文复合添加Si和Nd对Mg．1lLi．3AI合金组织及力学性能的影响摘要镁锂合金作为最轻的金属结构材料，具有高的比刚度、比强度及优良的塑性成形能力，在结构材料领域具有广阔的应用前景。但Mg．Li合金绝对强度偏低，因此如何在保留塑性的前提下进一步提升合金强度成为当前的研究重点。本文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—llLi．3A1合金组织与力学

3、性能的影响，得到■种综合性能最佳的铸态合金Mg-11Li-3AI-1．5Si一1．5Nd。随后对该合金进行了均匀化和轧制处理，并研究了淬火和不同温度的退火工艺对合金板材组织与性能的作用规律。微观组织观察结果表明，在Mg—llLi一3A1合金中加入Si、Nd元素后，组织中主要生成M92Si和AlllNa3两种第二相化合物，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1wt％时其晶粒细化的效果最佳。经过XRD衍射和EDS能谱分析发现，这种黑色棒状的析出物为M92Si相和A1llNd3相的结合体。

4、对铸态合金的力学性能测试表明，其抗拉强度随着Si含量(0～0．4～1。0～1．5w阮)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。其中Mg．I1Li一3A1—1Si一1．5Nd合金的抗T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文拉强度最高，为2391VIPa；Mg．1lLi．3A1—0．4Si．0．5Nd和Mg—llLi一3A1-1Si一1Nd合金的塑性最好，伸长率均为46．2％。Mg一11Li．3A1—1．5Si．1．5Nd合金的综合力学性能最佳，其抗拉强度和伸长率分别为237．4MPa和38．5％。对Mg．11Li一3A1．1．5Si一1．5Nd合金的轧制和热处

5、理的结果表明，铸态合金经过均匀化处理后，汉字形貌的析出聚集区和棒状的M92Si相均消失不见，其综合性能大幅下降。在随后的轧制过程中，合金板材同时发生了加工硬化和再结晶，其力学性能得到双重提升。合金板材主要由p．Li基体、白色的Q-Mg相、黑色的M92Si相和Mgl7A112相组成。Mg一11Li一3A1一1．5Si．1．5Nd合金板材经过淬火处理后，晶粒非常细小，主要由p—Li基体和沿轧制方向分布的少量颗粒状Mgl7A112相组成，获得了最高的抗拉强度344．3MPa和最高硬度122．8HV，伸长率较低，仅为7．7％。合金板材经过退火处理后，仍然保留了轧制态的组织，其析出的白色仅一Mg随着退火

6、温度的升高逐渐减少。在220℃X1h的退火板材中出现了数量极少的新相Mgl2Nd。退火后，板材的抗拉强度略微下降，稳定在165MPa左右，而塑性得到提升。退火板材的塑性随退火温度的升高呈先升后降再升高的趋势，其中以220oCxlh退火板材的塑性最好，其伸长率为73．1％。关键词：Mg-Li合金，Si、Nd复合添加，轧制，热处理，显微组织，力学性能万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文EFFECTS0FsIANDNDC0．ADDITION0NMICROSTRUCTURESANDMECHANICALPROPERTIESOFMG．11LI．3ALALLOYABSTRACTAsthelightestm

7、etallicstructuralmaterial，Magnesium—lithiumalloyshavehighspecificstiffness，strength，andexcellentplasticformability,andhavewideapplicationprospectinthefieldofstructuralmaterials．Duetoitslowstrength，ith