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镁锂合金具有高的比强度和比弹性模量、优异的电磁屏蔽性能和抗阻尼性能等优点,因此是兵器、宇航、汽车、电子等领域的最理想优选材料。但是,镁锂合金强度低,时效强化效果不明显,而且常见的镁锂合金如Mg-Li-Al在室温或者更高温度下有过时效现象发生。主要是因为亚稳定相θ(MgLi2Al)易在室温下或者在50℃时转变为稳定的AlLi相,而AlLi相为软化相。为此,本文提出利用稀土Y对Mg-9Li-6Al进行合金化,并用固溶处理和时效处理的方式来抑制此软化过程。 本文对Mg-9Li-6Al-xY(x=0,0.5,2)合金的铸态微观组织进行了表征及分析,研究稀土Y元素加入后Mg-9Li-6Al合金显微组织发生的变化,进而使合金显微硬度发生相应的变化。结果表明,随着稀土Y元素加入量的增加,α-Mg相中层片状AlLi相逐渐减少,随之Al2Y相增多,并使合金组织球化和细化,从而提高了合金的显微硬度,其中Mg-9Li-6Al-0.5Y合金的显微硬度最高。 在铸态组织的基础上对合金进行相应的固溶处理,主要的固溶参数是:固溶温度选择340℃、400℃、440℃,并且对每个温度进行0.5 h、1 h、2 h、3 h、4 h的保温。之后对Mg-9Li-6Al-xY(x=0,0.5,2)合金固溶处理之后组织及显微硬度进行表征。当固溶温度在340℃时随着固溶时间的延长,合金α-Mg相中会有层片状AlLi相析出,由于析出强化使合金α-Mg相硬度上升,同时β-Li相中细小颗粒状θ(MgLi2Al)相固溶到基体中,由于固溶强化使β-Li相硬度上升。稀土Y元素合金热稳定性较强,且合金晶粒得到细化,因此随着时间的延长,硬度下降不明显。当400℃固溶处理时,随着固溶时间的延长,合金中的AlLi相固溶到基体中,由于固溶强化使合金硬度上升。同时合金中存在于β-Li相中的θ(MgLi2Al)相逐渐析出,析出强化使得β-Li相的硬度上升。稀土Y使析出的AlLi相细化,由于细晶强化,所以含Y合金的硬度较Mg-9Li-6Al的高。当固溶温度提高到440℃时,三种合金的θ(MgLi2Al)相很快在β-Li相中析出,且θ(MgLi2Al)相由原来的颗粒状转化为十字交叉短棒状,使得β-Li相硬度上升。且由于稀土Y元素的添加会使析出的θ(MgLi2Al)相细小,故含Y合金的硬度较Mg-9Li-6Al的高。 在440℃固溶1 h的基础上将合金进行时效处理,将 Mg-9Li-6Al-xY(x=0,0.5,2)合金在50℃和150℃下进行时效处理,在50℃时效处理时,随着时效时间延长合金中有α-Mg相析出,同时β-Li相中十字交叉短棒状的θ(MgLi2Al)相分解为颗粒状,故使合金硬度下降,含稀土Y元素的合金下降较缓慢。当150℃时效时由于温度提高,故β-Li相中θ(MgLi2Al)分解速度加快,使合金硬度下降,同样含Y元素的合金硬度下降较缓慢。Mg-9Li-6Al合金在时效300 h时,在α-Mg相中会有AlLi相析出,而含稀土元素的合金中无此现象,这说明Y元素抑制了AlLi相析出。