【摘 要】
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随着能源危机的来临,工业领域对轻量化材料的需求急为迫切,超轻Mg-Li合金具有轻质、比强度、比刚度高、良好的电磁屏蔽性和阻尼性能等优点,被广泛地应用于航空、航天、汽车、3C等领域。但是Mg-Li合金在工程领域的应用前景受绝对强度低、耐腐蚀性差的限制。1420Al-Li合金是一种性能优良的超轻铝合金,具有低密度、高弹性模量、高比强度、高抗腐蚀能力和良好的焊接性能等特点,常用于航空航天领域。本文将14
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随着能源危机的来临,工业领域对轻量化材料的需求急为迫切,超轻Mg-Li合金具有轻质、比强度、比刚度高、良好的电磁屏蔽性和阻尼性能等优点,被广泛地应用于航空、航天、汽车、3C等领域。但是Mg-Li合金在工程领域的应用前景受绝对强度低、耐腐蚀性差的限制。1420Al-Li合金是一种性能优良的超轻铝合金,具有低密度、高弹性模量、高比强度、高抗腐蚀能力和良好的焊接性能等特点,常用于航空航天领域。本文将1420Al-Li合金作为Mg-9Li合金的覆板,通过轧制复合形成Al/Mg-Li/Al“三明治”结构复合板,在提高Mg-9Li合金抗腐蚀能的同时,显著提高其强度和弹性模量,具有重要的理论研究意义和工程实用价值。本试验通过普通重力铸造制备了1420Al-Li合金及Mg-9Li合金。随后将预轧制的1420Al-Li合金和铸态Mg-9Li合金按照1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li顺序堆叠,厚度比为1:2:1,进行轧制复合,并对复合板进行了扩散退火。采用光学显微镜分析显微组织,带有能谱仪（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）观察界面微观结构及附近成分变化;采用Instorn万能拉伸实验机测试了室温拉伸性能;采用维氏硬度计测量了复合板界面及两侧基板硬度;采用电化学工作站测量了复合板的电化学腐蚀性能。固溶处理的效果影响后续轧制变形。经380℃×2 h+450℃×2 h固溶处理1420Al-Li合金晶粒细小,晶界上第二相基本固溶进基体。低温固溶效果不理想,仍有部分第二相未固溶进基体;高温固溶,晶粒发生长大,发生“过烧”现象。轧制变形量影响界面结合的质量。35%压下量,复合板仅为部分结合;40%～50%压下量,复合板界面结合良好,实现完全结合;55%压下量,固定复合板的铝丝处萌生裂纹,导致复合板开裂。随着轧制压下量的增加,复合板的抗拉强度增加,伸长率下降。退火对于复合板的结合十分重要。经200℃、250℃退火1 h后,50%压下量的1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板界面与轧制态相似,无反应相生成。经300℃及以上温度退火1 h,在界面上形成金属间化合物,从1420Al-Li侧到Mg-9Li侧分别为α-Al、Al3Mg2相、Mg17Al12相和α-Mg。随着退火温度的增加,复合板的抗拉强度先增加,200℃达到最高的抗拉强度338 MPa,伸长率先逐渐下降,250℃降到最小值14%后急剧上升到22.9%。200℃退火1h后的复合板拥有最高的强度,是由于结合强度增加、针状α-Mg、拉长的α-Al和′（Al3Li）相的共同作用。经200℃退火1 h、2 h、4 h后,50%压下量的1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板两组元板晶粒有所增大,微观组织较为相似。界面均结合良好,没有反应相生成。不同退火时间下,复合板的抗拉强度、伸长率都略微地下降。1420Al-Li合金的耐腐蚀性能显著地高于Mg-9Li合金。
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