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Mg-Li合金作为一种新型的金属结构材料,由于其优异的性能,如密度低、比强度高、比刚度高、冷热变形能力好,各向异性弱等优点,在航空航天、军事工业、机械、交通工具、3C产品、医疗及微电子技术等对重量较为敏感的领域具有极其重要的应用价值。然而,制约Mg-Li合金得到大规模应用的主要原因就是其强度较低。用稀土元素对Mg-Li合金进行合金化以及对合金进行适当的塑性加工可以有效提高合金的强度。 本文在Mg-5Li-1Al合金中添加微量稀土元素Y和Nd以探究其对Mg-5Li-1Al合金的显微组织、相组成及力学性能的影响。加入稀土元素Nd后,合金中出现的团聚于三叉晶界处的金属间化合物Al2Nd有细化晶粒的作用;加入的稀土元素Y作为Mg的结晶核心,与Al结合形成具有面心立方晶体结构的A12Y化合物均匀分布于合金中,在基体凝固之前形成,在凝固过程中阻碍基体晶粒的长大,达到了细化合金晶粒与第二相强化的效果。 稀土元素在合金中形成的析出强化相在合金轧制过程中影响了织构形成过程,削弱了合金强度上的各向异性。Mg-5Li-1Al-0.5Nd合金经轧制加工后其塑性最高,改变轧制的方向,合金的塑性有所提高;而经不同轧制方式加工的Mg-5Li-1Al-0.5Y合金,其塑性几乎保持一致。 Mg-5Li-1Al合金不改变方向轧制后,其偏向于RD方向的晶向,大多分布在<101_0>和<112_0>之间偏于<101_0>,改变轧制方向后,极密度较大区域集中于<101_0>方向,且极密度升高。而Mg-5Li-1Al-0.5Nd合金经改变轧制方向加工所得的板材产生织构分布不再集中于<101_0>方向,而是有偏向<112_0>的趋势。Mg-5Li-1Al-0.5Y合金经三种轧制制度加工板材产生织构的极密度较低,且分布不集中。 加入的稀土元素与Al元素结合,形成的Al2Nd和Al2Y相促进轧制过程中动态再结晶,并对织构形核提供更自由的取向,导致了基面织构弱化。粒子激发形核机制(PSN)是使合金基面织构发生弱化,非基面滑移织构形成的重要原因。稀土元素Nd和Y改变了镁原子间及稀土原子与镁原子的结合键能及Mg-Li合金的层错能,扩展位错变窄而易于束缚变成全位错,使得非基面滑移系容易被激活。 另外,轧制过程中发生的孪生除作为一种补充协调的变形机制为变形提供独立滑移系,还可以对粗大晶粒进行切割,产生细化晶粒的效果。改变合金塑性加工的方式,轧制板材所累积的形变孪晶,特别是压缩孪晶和双孪晶的分布均会受到影响。