Li含量对Mg-6Y-3Zn-xLi合金微观组织和力学性能的影响
2021-03-19黄啸辰张景琪张亚莲丁俊峰
杜 玥 黄啸辰 张景琪 张亚莲 丁俊峰
(航天材料及工艺研究所,北京 100076)
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镁锂合金是最轻的金属结构材料,密度一般为1.30~1.65 g/cm3,比普通镁合金轻1/4~1/3,比铝合金轻1/3~1/2;同时,具有高比强度、高比模量、高抗压屈服强度、各向异性不明显、优良的冷热变形能力、对缺口敏感性低以及良好的阻尼性能等特点,是航空航天飞行器轻量化的理想材料之一[1-2]。发达国家对镁锂合金的研究应用十分重视,已形成了多种牌号,如LA141、LA91、LAZ933、MA21、MA18 等牌号,并大量应用到型号上,如航天器框架、支架、电子仪表外壳、波导管等[3-4]。近年来,国内对镁锂合金研究日益增多,实现了其在航天领域的应用。例如,“浦江一号”、“通信技术试验卫星三号”等卫星上预埋件、支架和部分机箱机壳等部件使用了新型镁锂合金材料,以实现整星减重。
根据镁锂合金二元相图,当Li 含量低于5.7%时,镁锂合金仍保持密排六方(hcp)结构的α-Mg 单相组织,当Li 含量为5.7%~10.3%时,镁锂合金为hcp 结构的α-Mg 相和体心立方(bcc)结构的β-Li 相共存的双相组织;当Li 含量超过10.3%,镁锂合金为bcc结构的β-Li单相组织。目前,镁锂合金强度普遍偏低、性能稳定性差,极大限制了其应用范围。因此,引入高热稳定性的强化相是提高镁锂合金强度的主要途径[5-7]。另外,热挤压变形也是提高镁合金的力学性能的有效方法之一。
有研究表明,向Mg-RE 合金中添加Zn 可以形成具有较高的热稳定性的LPSO 相,可以显著改善合金室温及高温力学性能。例如,KAWAMURA[8]利用快速凝固粉末冶金的方法制备了具有LPSO 相结构的Mg97Y2Zn 合金,室温屈服强度达到600 MPa。……
