Mg-Li-Sn合金的组织结构与性能

发布时间：2017-09-17 09:02

  本文关键词：Mg-Li-Sn合金的组织结构与性能

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【摘要】：本文以获得综合性能优良的Mg-Li-Sn合金作为研究目标,使用热力学计算及相图分析进行Mg-Li-Sn系合金的成分设计,找出了性能优良的合金配方,使用氩气气氛保护的真空感应熔炼方法制备了Mg-Li-Sn合金,并通过电感耦合等离子光谱仪、X射线衍射仪、差热分析仪、金相显微镜、扫描电子显微镜和万能试验机等手段研究了Li、Sn元素含量对试验镁合金铸态和挤压态微观组织、结构、室温机械性能及断裂机制的影响。研究发现,铸态Mg-xLi-3Sn(x=0,4,8和12 wt%)合金主要由?-Mg相、β-Li相、Mg2Sn相以及Li2MgSn相组成。Li元素的添加能使Mg-3Sn合金的组织由晶体结构为HCP的?-Mg相为主逐步转变为由晶体结构为BCC的?-Li相为主,同时能有效的细化合金晶粒并显著降低合金的密度,从而改善合金的综合性能。当Li的添加量为8%时,合金的铸态组织和性能得到明显改善,其延伸率和抗拉强度分别达到了30.65%和105.52 MPa。铸态Mg-xLi-3Sn(x=0,4,8和12 wt%)合金的断裂方式由解理断裂方式向准解理断裂方式、韧性断裂方式转变并最终转变为组织缺陷引起的脆性断裂方式。Mg-xLi-3Sn(x=0,4,8和12 wt%)合金经挤压变形后,大块的??-Mg相被挤碎并发生了动态再结晶,因而,挤压态合金的机械性能较铸态合金得到提升,其中挤压工艺对Mg-12Li-3Sn合金的塑形产生了显著影响,延伸率由铸态6.27%提高到挤压态的52.6%。通过Sn在Mg-8Li合金中含量的变化,发现所有合金的组织均由?-Mg相、β-Li相、Mg2Sn相和Li2MgSn相组成;Sn含量的增多使合金中第二相的析出量增多,其中Sn的添加量为3%时,合金拥有优化的组织和性能。铸态Mg-8Li-xSn(x=1,3,5 wt%)合金的断裂方式由韧性断裂伴随准解理断裂的混合断裂方式向韧性断裂方式转变并最终向析出相网状分布加剧和粗化引起的脆性断裂方式转变。经过挤压变形的Mg-8Li-xSn(x=1,3,5 wt%)合金的组织和机械性能都得到了优化和提高。其中Mg-8Li-3Sn合金塑形最好,延伸率达到34.8%。Sn的添加量的增多有助于Mg-8Li合金在挤压过程中发生动态再结晶。
【关键词】：相图 Mg-Li-Sn合金 显微组织 机械性能
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-29
• 1.1 引言9-10
• 1.2 镁及其合金10-13
• 1.2.1 纯镁的性质10-11
• 1.2.2 镁合金的性能特点11-13
• 1.3 Mg-Li合金的研究概况13-27
• 1.3.1 Mg-Li合金的国内外研究现状13-23
• 1.3.2 Mg-Li合金存在的问题23-24
• 1.3.3 Mg-Li合金的应用前景24-27
• 1.4 研究内容27-29
• 1.4.1 研究内容27
• 1.4.2 实验流程27-29
• 第2章 Mg-Li-Sn三元合金的设计29-38
• 2.1 Mg-Li-Sn系合金的热力学计算29-33
• 2.1.1 Mg-xLi-3Sn (x=0, 4, 8 和 12 wt%)系合金的热力学计算29-31
• 2.1.2 Mg-8Li-xSn (x=1, 3, 5 wt%)系合金的热力学计算31-33
• 2.2 Mg-Li-Sn合金相图33-37
• 2.2.1 Mg-Sn二元系合金相图33-34
• 2.2.2 Mg-Li二元系合金相图34-35
• 2.2.3 Mg-Li-Sn三元系合金相图35-37
• 2.3 本章小结37-38
• 第3章 材料制备与实验方法38-44
• 3.1 材料制备38-40
• 3.1.1 实验材料38-39
• 3.1.2 合金制备39-40
• 3.2 试验方法40-44
• 3.2.1 合金的挤压40-41
• 3.2.2 合金实际成分测定41
• 3.2.3 X射线衍射分析41-42
• 3.2.4 差热分析实验 (DSC)42
• 3.2.5 显微组织观察42
• 3.2.6 机械性能测试42-43
• 3.2.7 硬度测量43-44
• 第4章 Mg-xLi-3Sn合金的组织结构与性能44-62
• 4.1 Li对铸态Mg-3Sn合金组织结构与性能的影响44-53
• 4.1.1 铸态合金的实际成分44
• 4.1.2 Li对铸态Mg-3Sn合金组织结构的影响44-49
• 4.1.3 Li对铸态Mg-3Sn合金性能的影响49-53
• 4.2 Li对挤压态Mg-3Sn合金组织结构和性能的影响53-61
• 4.2.1 Li对挤压态Mg-3Sn合金组织结构的影响53-57
• 4.2.2 Li对挤压态Mg-3Sn合金性能的影响57-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 Mg-8Li-xSn合金的组织与性能62-78
• 5.1 Sn对铸态Mg-8Li合金组织和性能的影响62-70
• 5.1.1 铸态合金的实际成分62
• 5.1.2 Sn对铸态Mg-8Li合金组织的影响62-66
• 5.1.3 Sn对铸态Mg-8Li合金性能的影响66-70
• 5.2 Sn对挤压态Mg-8Li合金组织和性能的影响70-77
• 5.2.1 Sn对挤压态Mg-8Li合金组织的影响70-74
• 5.2.2 Sn对挤压态Mg-8Li合金性能的影响74-77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

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1 马秀玲;Mg-Li-Sn合金的组织结构与性能[D];青海大学;2016年

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本文编号：868471