LAZ811合金水冷凝固工艺设计与组织性能研究

对LAZ811合金水冷凝固模具与工艺进行了探索,主要包括熔铸工艺分析、水冷模具的结构设计及浇注参数的确定,并制备出了LAZ811合金铸锭。结果表明:真空感应熔炼+氩气保护,合理的水冷模具结构能够使合金快速凝固,有效防止铸锭内部缩孔及缩松的形成,并获得组织细小、拉伸性能优良的镁锂合金材料,并适用于类似合金的生产。

TC4_(f)/LA91热压复合制备与组织性能研究

通过热压层合工艺制备TC4_(f)/LA91复合材料,并对其复合界面显微组织和力学性能进行研究,为拓展Mg-Li合金复合材料应用提供一定的理论与技术支持。分别用金相显微镜(Optical Microscopes,OM)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察复合材料的微观形貌,使用能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)检测元素分布情况、X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)分析复合材料的相组成,通过拉伸试验测试复合材料的力学性能。结果表明,TC4_(f)/LA91复合材料界面具有扩散效应,基体中的主要元素Mg、Li、Al与增强体中的主要元素Ti、Al、V相互扩散,并随温度增加能够形成具有一定宽度(2~3μm)且形状完整、轮廓清晰的扩散层,实现界面复合效果,界面处物相稳定,无新相产生。TC4_(f)/LA91复合材料的抗拉强度对温度和增强体分数敏感,基本不随保温时间变化,有明显屈服现象。在510℃保温45 min工艺条件下、10 vol.%体积分数的抗拉强度为297 MPa,相比LA91基体抗拉强度增加50.76%,强化效果明显。在拉伸过程中,由于界面复合紧密,TC4纤维未被拔出,其断口呈颈缩,LA91合金基体未发生明显开裂。

热压层合镁锂合金片材制备与组织性能研究

采用自行设计制备的LAY821合金,通过挤压和轧制工艺获得热压层合增材制造用LAY821合金片材,并对挤压和轧制变形方式下合金的显微组织和力学性能进行研究,为拓展Mg-Li合金在增材制造领域的应用,提供一定的理论与技术支持。分别用金相显微镜、扫描电镜观察合金的微观形貌,使用能谱仪检测相的成分,X射线衍射仪(XRD)分析合金的相组成,通过拉伸试验测试合金的力学性能。结果表明,LAY821合金主要由α-Mg、β-Li相与分布于晶界和α-Mg相中的Al_(2)Y颗粒构成。经过挤压、轧制和中间退火处理后,合金形成均匀的双相等轴晶结构,平均粒径由11.6μm减小至7.0μm。Al_(2)Y颗粒呈弥散分布,平均粒径由2.2μm减小至1.0μm,XRD检测结果未发现任何新相。合金的极限抗拉强度最高达到290.26 MPa,硬度提高到54.74HV,伸长率达30%以上。力学性能的改善得益于细化的等轴晶结构和Al_(2)Y颗粒的弥散强化作用。LAY821合金片材设计用于热压层合增材制造,制备过程中组织结构可控,其力学性能未产生明显的各向异性。