论文部分内容阅读
本研究采用金属型铸造方法制备了双相Mg-7Li-χRE(χ=0～10,wt％;RE=Sc、Y、Ymm、Gd)合金,研究了铸态和热处理态合金的和力学性能;对优化出的Mg-7.5Li-1Y/1Ymm合金分别进行了轧制和挤出的变形加工,研究了合金变形加工前后的组织和力学性能;并对Mg-Li-RE合金的熔盐电解制备进行了探索。
结果表明:
稀土元素(RE=Sc、Y、Ymm、Gd)主要通过固溶对合金中的α-Mg相产生固溶强化作用,但RE在BCC结构的β-Li相中的固溶度很小;含RE的Mg-Li双相合金中的α/β两相界面和β-Li相中会生成含RE的沉淀相,从而对合金产生第二相强化作用,固溶处理能使沉淀重新溶解。
RE能细化Mg-Li双相合金的α-相晶粒,并提高合金的力学性能。当RE(Y和Gd)含量小于3%时,合金的强度随着RE含量的增加而提高,继续增加RE含量,合金强度的进一步提高有限;Mg-7Li-1Y和Mg-7Li-0.2Sc合金的室温伸长率较大,分别为33%和43%,Mg-7Li-3Y合金的综合力学性能最好。在拉伸速率较大时,Mg-7.5Li-1Y合金会表现出明显的动态再结晶行为。固溶处理后,含RE合金的强度有所降低,但伸长率增大。
挤出和轧制的变形加工能减小Mg-Li双相合金中α-相和β-相的晶粒尺寸,提高合金的强度和伸长率。冷轧有利于提高合金的屈服强度,热轧对合金的抗拉强度和伸长率提高较大。挤出比越大,α-相晶粒尺寸越小,合金的屈服强度越高;小的挤出比有利于提高合金的伸长率,且各向异性较小。
在47%LiCl-53%KCl的混合熔盐体系中,420℃下向Mg-9Y合金阴极上沉积Li制备Mg-Li-Y合金,最佳阴极电流密度为0.06A·cm-2,该电流密度下的扩散层厚度与电解时间呈线性正比关系;Mg-9Y基体合金的各种界面(包括晶界和孪晶界等)对Li的扩散具有阻碍作用;Li的扩散降低Y的固溶度,形成含Y的沉淀相。