文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
Mg-14Li-X镁锂合金制备工艺及其组织性能的研究
姓名:易庆喜
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:黄长清
20070415
Mg-14Li-X 镁锂合金制备工艺及其组织性能的研究
摘要
镁锂合金以其超轻特性,相对较大的比强度,成为近年来国内外材料领域的
研究重点之一。但是,由于镁锂合金的主要组成元素—镁和锂都是极其活泼和质
青的金属元素,在合金熔铸时极易产生氧化、夹渣等缺陷。此外,二元镁锂合金
的强度特别是高温强度偏低,使其应用领域受到很大限制。因此,完善镁锂合金
的熔铸工艺并进一步提高其力学性能,已成为拓展镁锂合金应用领域的关键。本
论文采用实验研究和理论分析相结合的方法,通过金相和扫描电镜观察、电子万
能拉伸、X 射线衍射分析、能谱分析等手段,针对性地研究了镁锂合金的熔铸和
轧制工艺,重点探讨了微量 Al 和 Ca 元素对镁锂合金组织和性能的影响规律及其
作用机制,主要研究结论如下:
(1)对 LA141 镁锂合金熔铸工艺进行研究。采用 CaF2+LiCl+LiF 的盐类
覆盖剂作为 LA141 镁锂合金熔炼时的稠化剂,不仅可以获得良好的保护效果,而
且 CaF2 与熔体发生化学反应,生成少量的 Ca,从而细化晶粒、强化基体,可以
获得较好的力学性能。在本实验条件下,LA141 镁锂合金的最佳熔铸工艺是浇铸
温度 993K,浇铸模具温度 573K。
(2)对 LA141 镁锂合金固溶处理工艺进行研究。将 LA141 镁锂合金在不同
温度下进行固溶,其基体强化机制是随固溶处理温度升高由弥散强化逐渐转变成
固溶强化,当固溶处理温度为 450K 左右时,镁锂合金塑性最好。适当延长保温
时间有利于第二相粒子固溶到晶粒中。在本实验条件下,LA141 镁锂合金最佳固
溶处理工艺是固溶处理温度 453K,保温时间 6h。
(3)对 Mg-14%Li 镁锂合金轧制工艺进行研究。根据 Mg-14%Li 二元镁锂合
金室温轧制拉伸实验结果,可以获得较好的力学性能,其铸造态的抗拉强度为
165MPa,轧制态的抗拉强度最大值可以达到 235MPa,同时,延伸率可以从 %
增大到 48%。随着轧制温度的升高,延伸率一直是增大的。主要是由于压下量的
增大,加工细化晶粒,提高了合金的延伸率。
(4)少量 Al 元素的加入,在基体的晶界和晶内存在含 Al 金属间化合物相。
由于这些相的尺寸细小且分布较均匀,因此使合金的室温强度升高。以稠化剂
CaF2 形式加入少量的 Ca 元素,对 Mg-Li 合金的组织有细化作用,能提高合金的
抗拉强度和延伸率。但是,随着 Ca 的加入量增多,合金性能下降。

关键词: 镁锂合金; 熔铸; 轧制; 组织; 性能; 强化
II
硕士学位论文
Abstract
Recently, Mg-Li series alloys have e one of the emphases in the field of
Mg alloys due to the low density, high specific strength and specific modulus. But
this kind of alloy has several key problems such as easy oxidation, easy cinder
inclusion, etc. Additionally, the strength of Mg-Li alloys especially at high
temperature is low, which limits the application of Mg-Li alloys. So, the key to
promote the application of Mg-Li alloys is to develop a new smelting process and
enhance their mechanical properties. The foundry and rolling process for Mg-Li
alloys is investigated in this thesis. The influence of Al and Ca on the microstructures
and mechanical properties of Mg-Li alloys is analyzed by OM、SEM、X-Ray、EDS and
tensile tests. Th