镁锂合金的显微组织、力学性能及其各向异性研究

《镁锂合金的显微组织、力学性能及其各向异性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、镁锂合金的显微组织、力学性能及其各向异性研究重庆大学博士学位论文学生姓名：李瑞红指导教师：潘复生教授专业：材料科学与工程学科门类：工学重庆大学材料科学与工程学院二0一三年五月InvestigationonMicrostructure，MechanicalPropertiesandAnisotropyofMg·LialloysAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDoctor’SDegreeo

2、fEngineeringByLiRuihongSupervisedbyProf．PanFushengAssistantSupervisedbyProf．JiangBinSpecialty：Materia

3、sScienceandEngiineeringCollegeofMaterialsScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing，ChinaMay,2013中文摘要摘要随着现代工业对轻质高强材料需求的不断增加，镁锂合金在航空航天、汽车、3C产业等领域逐

4、渐受到关注，并成为最具发展潜力的结构材料之一。普通镁合金板材，因其具有密排六方结构，合金力学性能各向异性明显，导致成形性能欠佳。本论文采用金相分析、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能测试等手段，考察了因Li含量不同而具有不同相结构的Mg-xLi．1A1(萨5，9，14)合金的铸态组织，研究了挤压和轧制对其微观组织和力学性能的影响；在bcc结构的Mg一14Li．1A1(LAl41)合金中添加Y、Sr、La元素，对LAl41合金的合金化、以及合金化后

5、的LAl41合金变形加工及其晶粒细化机制进行了研究；对Mg一5Li．1Al(LA51)挤压板材的力学性能和成形性能进行了研究；同时，本文还研究了Li元素对AZ31镁合金的显微组织、力学性能及各向异性的影响；结合晶粒细化设计了一种各向异性小、综合力学性能较好的新型合金LAZl31．0．3(AlSTilB)，主要得到如下结果：①LA51合金由0【-Mg相组成；Mg-9Li．1AI(LA91)合金由O【．Mg、bcc结构的B—Li相、颗粒状MgLiAl2相共同组成；LAl4l合金由D．“相组成。挤压变形后，三种合金

6、的组织显著细化，LAl41合金的综合力学性能最好。含D—Li相的LA91和LAl41合金，室温轧制性能较好，在大变形量轧制时不会出现边裂现象。②LAl41铸态合金的组织粗大，添加Y、sr、La元素后，出现了A12Y、A14sr、A12La等第二相，晶粒尺寸显著降低。挤压变形能够进一步细化合金组织，提高力学性能，特别是合金的塑性得到了较大改善。无论是否添加合金元素，LAl41合金的室温轧制性能均较好，大变形轧制时不会出现边裂。③经过两道次挤压，LA51镁锂合金实现了大挤压比变形，组织细化效果显著，平均晶粒尺寸小

7、于30I．tm；EBSD结果表明，该合金的基面织构较弱，非基面滑移已开动。合金在室温下的塑性较好，最大延伸率达到33．9％，且室温成形性能较好(杯突Erichsen值达到4．82mm)，优于常规轧制AZ31镁合金的成形性。④对铸态、挤压态和轧制态的Mg-xLi．3A1一IZn(LAZx31，x=l，3，5)合金的微观组织、织构和力学性能进行测试表明，添加Li元素能够细化AZ31镁合金的组织，但随着“含量的增加，合金细化程度减小；挤压变形和轧制变形使得合金的组织进一步细化，力学性能得到改善。添加Li元素后，合金

8、板材的各向异性得到较大改善，主要原因是“元素的添加降低了AZ31镁合金的轴LL(c／a)，从而有利于非基面滑移的启动，致使合金在各个方向上的塑性变形能力增强，各向异性降低。其中LAZl31合金轧制板材经150"C×30min退火后综合力学性能最好(抗拉强T重庆大学博士学位论文度可以达到335MPa，屈服强度达到261MPa，延伸率为14．6％)。⑤将细晶强化与降低各向异性结合起来，设计并制备出了LAZl31-0．3A15TilB合金。该合金具有比AZ31镁合金更加细小均匀的组织以及更加优良的力学性能。挤压态L

9、AZl31-0．3A15TilB合金具有较小的平面各向异性(‰。，2，Ar一0)。热轧板材经150℃×30min退火后，抗拉强度可达314MPa，屈服强度和延伸率分布较挤压板材提高55％和20％，达到269MPa和24．4％。该合金良好的力学性能是由于Li元素的添加使非基面滑移激活与A15TilB中间合金的添加使晶粒细化共同作用的结果。关键词：镁锂合金，合金元素，织构，各向异性，晶粒细化II英文摘要