挤压态单/双相镁锂合金的组织与性能

对Mg-8.6Li-6.5Zn-1.4Y、Mg-9.6Li-8.9Zn-1.9Y铸态镁锂合金在相同工艺下进行热挤压变形,研究了两种镁锂合金的显微组织、密度和力学性能。结果表明:Mg-8.6Li-6.5Zn-1.4Y铸态合金主要由α-Mg相、β-Li相、Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相组成,为(α+β)双相镁锂合金,Mg-9.6Li-8.9Zn-1.9Y铸态合金主要由β-Li相、Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相组成,为β单相镁锂合金;热挤压变形后,双相镁锂合金中α-Mg相沿挤压方向变形呈条状,单相镁锂合金中形成少量尺寸较小的α-Mg相,两种合金中的Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相均发生破碎并沿挤压方向变形;相比双相镁锂合金,单相镁锂合金的平均晶粒尺寸较小,第二相(Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)、Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)、LiMgZn相)平均尺寸和体积分数较大,且硬度、屈服强度、抗拉强度更大,分别增加了2.72%,7.53%,3.59%,断后伸长率略有减小。

镁锂合金中LPSO相的研究进展

与其他金属结构材料相比,被称为超轻材料的镁锂合金具有超低密度、高塑性、高比强度、高比刚度及良好的阻尼减震等优异性能,是航空航天、武器装备等对质量密度极其敏感的高端制造领域的理想材料。然而绝对强度过低,尤其是强化相容易发生过时效导致性能大幅下降,严重限制了其多场景、规模化的生产应用。近年来在Mg-RE-TM合金中发现的长周期有序堆垛结构(LPSO相),具有较高的强度与热稳定性,能够有效提高镁合金的强度、塑性及高温抗蠕变性能,同时还可改善合金耐蚀性、电磁屏蔽性及阻尼减震性能等,为Mg-Li合金的强韧化及功能性结构材料的研发提供了新思路。本文在简要总结LPSO相的结构类型与形成机理的基础上,综述了含LPSO相镁锂合金组织和性能的国内外研究现状,并指出了未来研究工作的重点发展方向,以期为含LPSO相新型镁锂合金的开发和性能调控提供参考。

脉冲频率对镁锂合金黑色微弧氧化膜层耐磨与抗腐蚀性能的影响

目的探究脉冲频率对镁锂合金黑色微弧氧化膜层的色度及其在海洋环境的耐磨性能和抗腐蚀性能的影响。方法复合添加Cu_(2)P_(2)O_(7)和CoSO42种着色盐,并调控脉冲频率在镁锂合金表面制备了黑色微弧氧化膜层。结果由于脉冲频率的增加,Co元素在膜层中含量占比逐步增加、而Cu元素含量占比逐步减少,膜层由红棕色转变为黑色,黑度值最小可达24.95;频率为1000Hz时,摩擦因数仅为0.13,磨痕宽度为206.52μm,耐磨性能显著提升,且腐蚀增重最少,仅为0.5 mg/cm^(2)。阻抗提升了1个数量级。结论调控脉冲频率可影响微弧氧化过程中的弧光放电现象,增大脉冲频率可增大膜层黑度;其结构更加致密,从而提升了膜层耐磨性能及抗腐蚀性能。

氧化时间对LAZ933镁锂合金微弧氧化热控涂层的结构与性能的影响

利用微弧氧化技术在LAZ933镁锂合金表面制备热控涂层,研究氧化时间对涂层热控性能及耐腐蚀性能的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪、表面轮廓仪、测厚仪等仪器分析氧化时间对涂层的表面形貌、组成、厚度、粗糙度的影响。结果表明:随氧化时间逐渐延长,涂层表面的孔洞数量逐渐减少,孔径逐渐增加并出现微裂纹,且涂层的厚度及粗糙度逐渐增加,半球发射率逐渐上升,太阳吸收比逐渐降低,耐腐蚀性能得到提升,在氧化60 min时,涂层的半球发射率为0.85,太阳吸收比为0.38,自腐蚀电流密度相比于LAZ933镁锂合金降低了1个数量级。

水热反应pH值对镁锂合金表面制备Al/Li-LDHs薄膜的影响

采用水热合成法在Mg-5Li-1Al(LA51)镁合金表面上制备Al/Li-LDH膜层。通过X射线衍射仪(XRD)、电化学阻抗测试(EIS)、极化曲线等表征手段和测试方法探究了水热反应pH对Al/Li-LDH膜层形貌及性能的影响。实验结果表明:提高水热反应pH使Al/Li-LDH膜层的尺寸增大,耐蚀性先增强然后减弱;当水热反应pH为11.5时,Al/Li-LDH膜层致密性最好,电荷转移电阻R ct最大,腐蚀电流密度J corr最小,腐蚀速率最小(0.1 g/m^(2)·a),耐蚀性最强。

镁锂合金强韧化在机械设计与制造中的运用

镁锂合金强韧化在机械设计与制造中的运用是一个复杂且重要的研究领域,其涉及到材料科学、机械设计和制造工艺等多个方面.由彭翔、刘文才、吴国华编著,中南大学出版社2023年12月出版的《镁锂合金强韧化及腐蚀行为》一书,以Mg-xLi-3Al-2Zn-0.5Y系合金为研究对象,系统研究不同Li含量、热处理和挤压对该系合金微观组织、力学性能、时效行为和腐蚀行为的影响规律及机制.研究结果为热稳定耐腐蚀镁锂合金设计提供理论指导,可推动镁锂合金在航天和电子产品等领域的进一步应用.研究者们深入探讨了镁锂合金的强韧化机制以及其在不同环境下的腐蚀行为,为镁锂合金在机械设计与制造中的应用提供了理论基础和实践指导.

LA43M镁锂合金过烧工艺

镁锂合金是迄今为止密度最小的金属结构材料,目前工业用镁锂合金密度为1.41~1.65 g/cm^(3),比铝合金轻50%左右,比一般镁合金轻25%左右[1-2]。镁锂合金具有很高的比刚度、比强度和优良的抗震性能,其与铝合金比刚度分别为27-32 GPa/(g.cm^(-3))及28 GPa/(g.cm^(-3)),比强度分别为150~200 MPa/(g.cm^(-3))及100~150 MPa/(g.cm^(-3))。

LZ91镁锂合金激光焊接及超塑性能研究

LZ91镁锂合金是一种具有超低密度和优良塑性的结构材料。本文中LZ91镁锂合金板材在不同激光焊接工艺参数下连接。在不同温度(250℃、300℃)和应变速率(5×10-4s-1、1×10-3s-1)条件下进行单向拉伸试验,研究分析其流动应力和延伸率的变化规律,确定激光焊接LZ91镁锂合金的最佳成形条件:成形温度为300℃,应变速率为5×10-4s-1,激光焊接功率为940 W,焊接速度为1800 mm/min。针对超塑胀形成形方法进行模具设计和宏观有限元模拟,并通过超塑胀形试验验证激光焊接LZ91镁锂合金具有良好的成形性能。

退火温度对LA103Z镁锂合金冷轧板材组织和力学性能的影响

采用真空感应熔炼、退火、锻造和冷轧工艺制备了1 mm厚的LA103Z镁锂合金冷轧板材,通过金相组织和室温拉伸分析研究了不同退火工艺下板材的微观组织与力学性能。结果表明:LA103Z镁锂合金冷轧板材为α-Mg+β-Li双相组织,基体为β相,α相呈纤维状沿轧制方向分布。随退火温度的增加,在冷轧板材内部储能和外界动能的相互作用下,不稳定的组织会发生再结晶,α相形态由纤维状逐步转变为短条状、细小的块状,200℃退火后α相转变为细小点状分布,随后随温度升高有长大趋势。LA103Z镁锂合金冷轧板材的抗拉强度和屈服强度随着退火温度的升高而逐渐降低,延伸率随着退火温度的升高而增加。

镁锂合金无铬转化膜的制备工艺研究

利用无铬化学转化技术来提高Mg-10Li-1Zn合金的抗腐蚀性能。采用磷酸盐-高锰酸盐转化液,在合金表面形成一层均匀的化学转化膜。用正交试验优选了转化液组分含量、温度及时间等工艺参数,并进一步分析了该无铬转化膜的显微结构。结果表明,此转化膜的最佳工艺条件是KH2PO4为50g/L,KMnO4为40g/L,成膜温度为55℃,成膜时间为20min。EDX测试结果显示,该转化膜主要由P、Mn、K、Mg和O元素构成。动电位极化曲线结果表明,与传统的铬酸盐转化膜相比,该磷酸盐-高锰酸盐转化膜能够对Mg-10Li-1Zn合金提供更好的腐蚀防护。

镁锂合金表面处理技术研究现状及展望

镁锂合金具有优异性能,是部件轻量化的理想材料,但镁锂合金极易腐蚀,其应用受到限制。为提高镁锂合金耐蚀性,国内外对其表面处理进行了研究。综述了国内外镁锂合金表面处理技术的研究现状,介绍了化学转化、阳极氧化、金属镀(涂)层、气相沉积、有机涂层等表面防护技术的研究进展,并展望了镁锂合金表面处理理论与技术的发展趋势。

镁锂合金的腐蚀机理及表面防护方法研究进展

镁锂(Mg-Li)合金具有质量超轻、强度高、延展性好和成形性好等优点,在汽车、航空航天、军事及核工业等领域具有广阔的应用前景。但是高化学活性的锂使该合金易在使用环境中发生腐蚀且难以防护,限制了其广泛应用。因此,研究Mg-Li合金的腐蚀机理并发展有效的防腐蚀技术极为重要。基于近年来国内外的研究进展,本文综述了Mg-Li合金在大气、中性及碱性NaCl溶液和模拟人体体液中的腐蚀机理,介绍了Mg-Li合金在不同环境中的腐蚀过程。同时对Mg-Li合金的表面防护方法作了系统总结,包括阳极氧化、电镀与化学镀、化学转化、涂层及其他表面防腐蚀方法,分析了各种表面防护方法的特点、优势与不足。并对Mg-Li合金表面防护的未来发展进行了展望,提出通过涂层的复合化、功能化及自修复化可以提高涂层对Mg-Li合金的防腐蚀性能和实用性。

LZ91镁锂合金化学镀镍工艺

目的为了改善LZ91镁锂合金的耐蚀性能,以扩大其适用范围。方法在前期试验的基础上,通过正交实验探索不同镀镍配方及工艺对LZ91镁锂合金化学镀镍过程,及镍磷合金镀层形貌、孔隙率、自腐蚀电流密度等的影响。结果优化工艺条件为:主盐乙酸镍20 g/L,还原剂次亚磷酸钠20 g/L,络合剂柠檬酸6 g/L,氟化氢铵20 g/L,氢氟酸12 m L/L,氨水少量,温度85℃,p H=7.4。采用优化后的工艺镀镍得到镀层的厚度为5~7μm,表面孔隙率较低,自腐蚀电位为?0.3806 V,较未处理Mg-Li合金正移1.356 V,自腐蚀电流密度为1.97×10?7 A/cm2,较未处理Mg-Li合金降低两了个数量级,96 h盐雾测试性能符合军工标准。结论采用优化后工艺所得的镀层能够起到改善合金耐蚀性能的作用。

镁锂合金的研究进展

简述了镁锂合金发展史,总结了镁锂合金近年的研究现状,主要包括合金化、热处理和挤压轧制等加工方法对其组织和性能的影响,从而肯定了镁锂合金的研究及其应用价值。

超轻双相镁锂合金的超塑性、显微组织演变与变形机理

采用熔铸、大变形轧制(加工率大于92%)和硝酸盐浴退火方法制备Mg-7.83%Li合金与Mg-8.42%Li合金细晶板材,研究合金的超塑性、显微组织、空洞与断裂形貌和变形机制。计算α相(5.7%Li)和β相(11%Li)的扩散系数和Gibbs自由能,讨论573K时超塑性晶粒长大的原因。结果表明:Mg-7.83Li和Mg-8.42Li合金分别获得850%和920%的最大超塑性;Mg-7.83Li合金在573K时发生了显著的超塑性晶粒长大;在573K和1.67×10-3s-1条件下制备的Mg-8.42Li合金中的空洞较少,且在变形区中随机而孤立地分布。断裂形貌观察发现Mg-8.42Li合金在573K和5×10-4s-1条件下发生穿晶断裂;Mg-7.83Li合金在573K和1.67×10-3s-1条件下发生沿晶界韧窝断裂。归一化实验数据与考虑位错数量的变形机制图对比表明合金超塑性变形机制为晶格扩散控制的位错调节的晶界滑移。

挤压和轧制对两相共存镁锂合金组织与性能的影响

为了找到一种可以显著提高镁锂合金强度的工艺,根据镁-锂二元合金相图及铝元素在合金中的作用,设计了一种α(Mg)、β(Li)两相共存的镁锂合金(Mg-6Li-3Al),并进行了挤压和轧制;用光学显微镜和X射线衍射仪对合金不同状态的组织及性能进行了研究。结果表明:该合金挤压后在300℃轧制具有比较理想的组织,晶粒动态再结晶进行得比较完全,大小相对均匀,第二相颗粒有规律地分布在晶界处;合金的抗拉强度达到了280 MPa,伸长率也达到了13%,具有较高的强度和较好的塑性。

热处理工艺对α+β双相镁锂合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、XRD、硬度仪、万能拉伸试验机等手段,研究了α+β双相镁锂合金Mg-9Li-Zn在不同热处理工艺下的显微组织和力学性能。结果表明:挤压后Mg-9Li-Zn合金中α相沿挤压方向变形;当热处理温度在200℃时,α相发生球化反应,合金的抗拉强度提高;当热处理温度在300℃保温3 h时,合金的抗拉强度降低,试件的断裂形貌为脆性破坏,这是α和β相的穿晶破坏所致。

变形工艺对LA91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、单轴拉伸研究了LA91镁锂合金在不同加工状态下的显微组织和力学性能。结果表明,经挤压变形后,LA91合金的组织呈现一定的取向性,晶粒沿挤压方向被拉长。经轧制变形后,该合金的组织得到细化,出现了纤维组织,取向性更加明显。轧制态LA91合金较挤压态该合金的力学性能得到一定的提高,其抗拉强度达176MPa,伸长率最高达到40%。

Mg-9Li-1X(Al,Zn,Sn)双相镁锂合金显微组织与力学性能的研究

采用真空感应熔炼炉制备了Mg-9Li-1X(Al,Zn,Sn)三种镁锂合金,利用OM、SEM、XRD分析了三种合金的显微组织和拉伸断口,并在室温下对铸态镁锂合金进行力学性能测试。试验结果表明:在镁锂合金中,Al易与Li形成稳定的化合物,而Sn、Zn易与Mg形成稳定的化合物;较Al、Zn而言,Sn对铸态Mg-9Li-1X合金的细化效果最明显,细化的α相弥散分布在基体中,因此LS91合金具有良好的综合性能;由于LA91合金中α相体积分数最高,所以LA91合金的强度最高,而LZ91合金由于晶粒粗大,其强度和伸长率均最低。

冷轧变形对LZ91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用硬度测试、单轴拉伸、金相分析、X射线衍射分析和扫描电镜分析等手段研究了冷轧变形对热挤压LZ91镁锂合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热挤压态LZ91镁锂合金由α相、β相以及镁锌化合物组成,该合金具有良好的塑性变形能力,可进行大变形量的冷轧变形,最大变形量可达95%,而物相保持稳定;随着轧制变形量的增加,合金的延伸率呈现出先降低后升高然后再降低的特点。由于加工硬化和晶粒细化,合金的硬度和抗拉强度均得到提升,变形量为95%时,抗拉强度达到267 MPa。