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Sr对Mg-9Li-3Al合金显微组织及高温力学性能研究

作　者: 周伟
导　师: 彭晓东
学　校: 重庆大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Mg-Li合金 Sr 挤压变形 微观组织 高温力学性能
分类号: TG146.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


镁锂合金是目前最轻的合金,具有低密度、高比强度、高比刚度、阻尼性能好等一系列优点,因而在航空航天、电子通讯等领域得到日益广泛的应用。然而镁锂合金由于高温下强度较低、抗蠕变性能差大大限制了其应用。本论文以Mg-Li-Al系合金为基础,采用“对掺法”制备Mg-Sr中间合金和Mg-9Li-3Al-xSr合金,利用光学显微镜、SEM扫描电镜、X射线衍射分析仪和高温力学性能测试等检测手段对铸态、热处理态和挤压态实验合金进行表征,研究了不同Sr含量对不同状态合金微观组织和高温力学性能的影响规律,分析了合金的高温强化机理及断裂机制。研究结果表明,碱土Sr在合金中生成了高温硬质相Al4Sr,主要沿晶界分布,具有细化晶粒的作用。当Sr的含量为2.5wt%时,合金晶粒明显细化。合金在挤压过程中发生了动态再结晶,晶粒大小变得更加细小均匀,Al4Sr化合物相从连续网状分布转变为块状和颗粒状均匀分布于合金基体,进而提高了合金的力学性能。对合金进行100℃和150℃高温拉伸测试,结果得出,锶的加入提高了合金的耐热性能,含Sr的合金高温抗拉强度相对于Mg-9Li-3Al合金明显提高,挤压态合金高温力学性能明显优于铸态。合金高温的断裂面形态特征表明,随着Sr元素的含量增大,Mg-9Li-3Al合金沿晶断裂的趋势有所增加。挤压态合金在100℃时,延伸率均在10%以上,当Sr的含量在2.5wt%左右时,合金抗拉强度达到最大值225.3Mpa,比Mg-9Li-3Al合金提高15.7%,此时实验合金的综合力学性能最佳。Sr提高Mg-9Li-3Al合金高温性能的机理主要表现为:Sr优先与偏聚在晶界的Al结合而形成高熔点（1040℃）的Al4Sr相,Al4Sr的数量随Sr加入量的增加而增多,使Mg17Al12、AlLi数量减少,而Al4Sr热稳定性好,有效地阻止位错滑移和晶界滑动,增强了合金的耐热性能。Sr含量过高则导致Al4Sr呈聚集分布,降低合金的力学性能,相反,适量的Sr会提升合金的性能。

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 有色金属及其合金 > 轻有色金属及其合金
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