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《哈尔滨工程大学》 2010年
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镁锂合金合金化及其固态复合技术研究

孟祥瑞  
【摘要】:镁锂合金是迄今为止合金中最轻的金属结构材料,由于具有低密度、高比强度和比刚度、良好的阻尼性能和抗高能粒子穿透能力,以及可回收性,使其在航空航天、电子工业、通讯制造业和汽车工业上拥有巨大的应用前景。 但镁锂二元合金还是存在强度低、耐腐蚀性低等缺点,限制了它的应用范围,国内外学者已经开展通过向镁锂合金添加第三或第四元素(如Al、Zn等元素)来改善镁锂二元合金力学强度和耐腐蚀性的研究。本论文在此基础上,向合金中添加Ce和Y,实现细化晶粒,有效提高合金的强度,改善合金的塑性。同时,以B4C颗粒为增强相,用热挤压固态复合法制备Mg-Li基复合材料,以期改善Mg-Li合金性能。 试验采用氩气保护感应熔炼法制备实验用合金。用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机等仪器观察材料的显微组织和测试材料的力学性能。结果表明: 1、变形后合金的力学性能得到明显改善,但延伸率有所下降。在添加1%Al和1%Zn的条件下,挤压后轧制的Mg-8Li-1Al合金抗拉强度最高(313.9MPa),挤压态的Mg-8Li-1Zn合金延伸率最高(44.0%),挤压后轧制的Mg-8Li-1Al-1Zn合金力学性能最优,同时具备较高的抗拉强度和延伸率(233.4MPa和9.2%); 2、当Ce加入到合金时,Mg-8Li-lAl合金中出现了条状AlCe化合物弥散分布在基体中,合金晶粒得到细化,力学性能提高;随着合金中Ce含量的不断增加,AlCe化合物增多,当Ce含量为0.6wt.%时,晶粒细化明显,合金的强度、延伸率最高,综合力学性能最好;当合金中Ce含量超过0.6wt.%时,形成过多的AlCe化合物,割裂基体,导致合金强度降低; 3、加工硬化、位错缠结分别是合金挤压、轧制后强度提高、延伸率下降的主要因素。Mg-8Li-1Al-0.6Ce合金经过轧制处理后,合金发生加工硬化,使得合金强度提高,塑性下降。轧制后的合金经过退火处理后,合金发生再结晶,使得合金的强度、塑性都有所提高; 4、用热挤压固态复合法制备了的B4Cp/Mg-8Li-1Zn B4C/Mg-8Li-1Al-0.6Ce和B4Cp/Mg-8Li-1Al-1Y基复合材料。优化了预成型与变形的工艺参数,改善α相的变形与迁移程度、减少缝隙的数量和尺寸,从而增加了薄片之间的结合力,最大程度地降低了薄片界面的氧化程度。B4Cp/Mg-8Li-1Zn和B4Cp/Mg-8Li-1Al-1Y基复合材料强度显著提高(分别为246.1 MPa和257.2MPa)。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG146.22

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【参考文献】
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