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作为最轻质的金属结构材料,镁锂合金具有高比强度、高比刚度、良好的加工成型能力和低温塑性、优异的电磁屏蔽能力、良好的生物相容性、易于回收再利用等优点,因而受到了全世界科研人员的广泛关注与青睐。但是镁锂合金的主要合金系Mg-Li-Al系和Mg-Li-Zn系存在着组织和性能不稳定的现象,这在很大程度上限制了镁锂合金的应用前景。因此,对这些镁锂合金系的时效行为的研究是十分必要的。 本论文制备了Mg-9Li-6Al-xLa(x=0,2,5)合金,研究了Mg-9Li-6Al合金在不同热处理工艺参数下显微组织和硬度值的变化,以及稀土元素La的添加对Mg-9Li-6Al合金在不同热处理工艺参数下显微组织和硬度值变化的影响。研究结果表明: 1.铸态Mg-9Li-6Al合金基体由双相α-Mg+β-Li组成,同时部分α相内含有层片状AlLi相,β相内分布着许多不规则块状AlLi相和细小颗粒状MgLi2Al相。随着稀土元素La的加入,合金中α相尺寸略有减小,同时α相内不再含有层片状AlLi相,β相内的不规则块状AlLi相尺寸减小,细小颗粒状MgLi2Al相数量下降,同时合金中出现了两种Al-La相,分别为块状Al2La相和细长条状Al11La3相。颗粒状MgLi2Al相和不规则块状AlLi相的沉淀强化使得合金β相硬度值高于α相硬度值,同时随着稀土元素La含量的增加,合金的硬度值先降低后升高。 2.固溶处理初期细小颗粒状MgLi2Al相溶解于合金基体中,合金中所有α相中析出AlLi相,颗粒状MgLi2Al相分解而来的Mg原子固溶于β相中,合金硬度值大幅上升。提高固溶处理温度,可以使两种形貌的AlLi相溶解于合金基体中,同时合金内β相中析出短棒状MgLi2Al相,这两者共同作用使合金的硬度值略有下降。进一步提高固溶处理温度,合金中AlLi相全部溶解,部分α相固溶于β相内,同时短棒状MgLi2Al相大量析出并交叉分布于整个β相内。 3.在Mg-9Li-6Al合金中添加稀土元素La,使得引起合金固溶处理过程中硬度值变化的AlLi相和MgLi2Al相的数量减少,抑制短棒状MgLi2Al相的析出并且使重新析出的短棒状MgLi2Al相尺寸更为细小,合金中的Al-La相在较高温度下固溶处理过程中仍能保持稳定,这些因素使得含 La合金在固溶处理过程中的显微组织和硬度值稳定性提高。 4.Mg-9Li-6Al合金在时效处理过程中,β相中短棒状MgLi2Al相分解为颗粒状,且在随后的时效处理过程中尺寸增大,同时β相内析出了细小长条状α相,这造成了合金的硬度值持续下降,提高时效处理温度,合金α相中析出层片状 AlLi相,使合金硬度值出现短暂回升。 5.稀土元素La的加入抑制了合金在时效处理过程中短棒状MgLi2Al相分解为颗粒状并长大,并减少了β相中细小α相的析出,同时两种Al-La相在时效处理过程中一直保持稳定,这使得在时效处理过程中含La合金的硬度值下降比较缓慢。此外,当La含量为5%时,时效处理过程中合金内α相中不再析出AlLi相。