论文部分内容阅读
随着航天、航空和现代兵器的发展，镁基合金由于其具有低比重、高比强度和高比模量等特性而引起世界发达国家的广泛重视。对于镁合金中最轻的合金，镁锂系合金的研究与开发具有十分重要的意义。但是镁锂系合金的强度低，耐蚀性差等问题影响了镁锂合金的使用，因此如何提高镁锂合金的强度和耐蚀性是当前亟待解决的问题。 对镁合金相图分析和镁合金熔体化学反应自由能计算的基础上，明确Mg、Li、Gd、Y熔体中的化学反应剧烈程度，发现加入的稀土元素Gd、Y比Mg、Li更易发生氧化反应，形成氧化膜。由于氧化膜的密度较大，且在加料过程或者搅拌过程中会破坏氧化膜，从而导致氧化燃烧，因此需要加入熔炼剂进行熔炼。 分析了稀土元素细化镁合金铸造组织的主要机理是:由于稀土元素的加入，在凝固过程中，稀土元素在固/液界面前沿聚集，由于稀土扩散较慢，会阻碍晶粒的生长，促进二次枝晶的形成，导致晶粒的细化。 采用三因素五水平L25(53)正交实验方法，按设计成分进行极差分析，对25种合金试样进行了抗拉强度、延伸率和硬度等主要性能的测试表明:随着Li含量的增加，合金的延伸率升高，而抗拉强度呈下降的趋势;随着Gd含量的增加，合金的抗拉强度呈上升的趋势，延伸率大体上呈现下降的趋势;随着Y含量的增加，合金的抗拉强度呈先上升后下降再上升的趋势，延伸率呈下降的趋势。通过正交分析得出的优化配比合金为: Mg-7Li-10Gd-2Y。其力学检测结果分别为:抗拉强度209MPa，延伸率18.4％;抗拉强度高于正交试样中抗拉强度最高的22号合金(194MPa)，延伸率稍低于正交试验中延伸率最好的22号合金(19.88％)，抗拉强度和延伸率达到了最优的配比，为后续材料进行加工提供可能。 结合最优合金成分配比Mg-7Li-10Gd-2Y镁合金的XRD图谱、扫描电镜能谱和面扫描分析可知:网状树枝晶之间的晶胞主要是α-Mg，添加稀土以后，稀土Gd主要在晶界处聚集，EDX测得晶界处弥散的金属颗粒主要成分为Mg3(GdY)合金，由于合金中添加的Y的含量较少，并且部分Y会固溶于α-Mg中，Mg3(GdY)合金中Y的含量相对很少。