挤压比对LZ92双相镁锂合金组织与力学性能的影响

采用真空感应熔炼方法制备LZ92(Mg-9Li-2Zn)双相镁锂合金,同时对合金进行热挤压试验,挤压比分别为10、20、30。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析及硬度测试、拉伸测试等手段研究不同挤压比下LZ92双相镁锂合金的组织和性能。结果表明挤压态LZ92镁锂合金具有优异的力学性能;随着挤压比的增加,合金再结晶程度增加,晶粒细化程度更加明显,断口形貌中韧窝数量越多且分布均匀,抗拉强度逐渐增大至203.1 MPa,较铸态提高了76%。强度的提高主要是由于加工硬化和晶粒细化综合作用的结果。当挤压比从20增至30时,合金的延伸率却大幅下降,原因主要是加工硬化降低塑性变形能力的程度大于晶粒细化提高塑性变形能力的程度。

超轻双相LZ91镁锂合金搅拌摩擦搭接焊接技术研究

以2 mm厚双相LZ91镁锂合金为研究对象,通过FSW技术对其进行搭接焊接,重点研究了焊接速度的变化对焊缝成形、接头中原始搭接界面迁移以及接头性能的影响。结果表明,采用普通的锥形搅拌针工具,在工具转速为2000 r/min和轴肩下压量0.2 mm下,当焊接速度为800和1200 mm/min时,均可以实现LZ91合金的搅拌摩擦搭接焊接(FSLW)。但是,当焊接速度过大(1600 mm/min)时,会在接头内部出现由于热输入不足而形成的隧道缺陷。对接头的微观组织分析发现,FSLW接头中的搅拌区由细小的等轴晶构成,前进侧(AS)中热机影响区(TMAZ)/热影响区(HAZ)中的白色α-Mg相晶粒尺寸略大于后退侧(RS);而灰色的β-Li相晶粒尺寸明显小于RS,且随着焊接速度的增加,热输入变小,搅拌区中晶粒细化的现象更加明显。此外,LZ91合金FSLW接头中存在轻微的界面迁移现象。RS中冷搭接缺陷由原始搭接界面一直延伸至搅拌区中,呈现先向上再向下变化的趋势;AS中的钩状缺陷迁移程度较轻,并且呈现轻微向下弯曲的特征,而且随着焊接速度的增加,界面迁移的程度也发生轻微的加重。另外,通过宽度为12 mm的FSLW接头的性能测试表明,在本实验条件下,将冷搭接作为受力侧的接头性能(小于1.9 kN)要低于将钩状缺陷作为受力侧的接头(高于2.1 kN),冷搭接缺陷对接头性能的不利影响要比钩状缺陷的影响更为恶劣。

双相LZ91镁锂合金超塑性变形行为及组织演变

采用铸造、挤压、冷轧和退火的方法,获得了双相LZ91镁锂合金板材,并通过OM、SEM、TEM和拉伸实验,研究了双相LZ91镁锂合金板材在200~300℃、应变速率1.0×10^(−2)~1.7×10^(−4) s^(−1)条件下的超塑性变形行为、显微组织演变和空洞长大机制。结果表明:双相LZ91镁锂合金在285℃、1.7×10^(−4) s^(−1)条件下的最大超塑性达到485%;拉伸过程中微观组织由初始的β-Li再结晶相和α-Mg条带状相向等轴的β-Li相、α-Mg再结晶相以及β-Li基体中的次生α-Mg纳米相进行演变;空洞主要形核于α/β两相晶界处,变形早期在应力作用下,空洞沿着晶界扩散长大,是扩散控制的长大机制;变形后期在周围材料的塑性变形作用下,空洞被拉伸长大,是塑性变形控制的长大机制。

热处理对双相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金组织与性能的影响

分别对原始态的双相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金进行固溶及退火处理,通过光学显微镜、扫描电镜以及X射线衍射等方法研究合金在不同热处理状态下微观组织的变化,测定了合金硬度及拉伸性能并分析了断口。研究结果表明,经固溶处理后合金抗拉强度明显提高,由原来的194MPa提升到243MPa,延伸率由18%降至9%;而退火处理后其强度没有提升,塑性反而下降。此外,合金中两相组织与第二相分布具有明显差异,使得各相性能及其对热处理的反应不同。

Nd含量对Mg-8Li-3Al合金组织和力学性能的影响

本文以添加稀土元素Nd的Mg-8Li-3Al合金为研究对象,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、电子拉伸机、维氏硬度计等试验手段,研究了Mg-8Li-3Al、Mg-8Li-3Al-0. 4Nd、Mg-8Li-3Al-1Nd这三种合金在挤压态的显微组织、力学性能和断口形貌等规律。研究发现:适量稀土元素Nd的加入可以对LA83合金起细化作用,并使LA83合金力学性能得到提升; Nd元素添加过量会对合金强度和塑性产生不利影响。