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Mg-9Li-0.5Ca双相合金中共晶组织的形成及力学行为
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.22[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:太原理工大学,山西太原030024
  • 相关基金:国家自然科学基金(51401143); 山西省青年科技研究基金(2014021017-1); 山西省回国留学人员科研资助项目(2014-029)
中文摘要:

在Mg-9Li双相合金中添加0.5%(质量分数,下同)Ca元素,通过磁悬浮熔炼及铜模吸铸方法熔炼制备了共晶型Mg-9Li-0.5Ca合金。组织观察表明,常规Mg-9Li双相合金中形成的α-Mg相为粗大短板条状,取向随机、均匀无序分布于β-Li基体中。而Mg-9Li-0.5Ca合金中形成了棒状交替排列的(α-Mg+β-Li)共晶团组织,在共晶团内,α-Mg相呈长纤维状(长宽比约为100)、并以一定取向定向排列;相比于Mg-9Li合金,共晶a-Mg相纤维间距及纤维直径显著减小、组织明显细化,a-Mg相体积分数显著增加;同时,大量纳米、亚微米级Mg_2Ca颗粒均匀弥散分布于α-Mg、β-Li晶粒内及两相界面上。由此导致具有该共晶组织的Mg-9Li-0.5Ca合金相比于Mg-9Li合金力学性能显著增加,室温拉伸屈服强度提高3%、抗拉强度提高3.5%,伸长率提高50%。分析表明,微量Ca元素的添加和铜模吸铸产生的较快的冷却速度,诱发Mg-9Li双相中细小(α-Mg+β-Li)共晶组织的形成,显著提高力学性能。

英文摘要:

Mg-9Li-0.5Ca alloy with a eutectic structure was prepared by alloying Mg-9Li alloys with 0.5 wt% Ca element and employing the magnetic levitation melting and copper mould suction casting method. Microstructure observation results show that α-Mg phase in the conventional Mg-9Li alloy are coarse plates, oriented randomly and distributed homogeneously in the β-Li matrix. While a eutectic structure consisting of alternating lamellae of α-Mg and β-Li phases is formed in Mg-9Li-0.5Ca alloy, which exists as grains, i.e. eutectic colonies. Within each colony, α-Mg phases are present in the form of long fibers(the length-to-diameter ratio of ~100) and such lamellaes are oriented essentially in the specific direction. Also, large amounts of nano- or ultrafine-scale Mg2_ Ca particles are dispersed uniformly inα-Mg and β-Li grains and the α-Mg/β-Li phase interface. As a consequence, Mg-9Li-0.5Ca alloy with such eutectic structure exhibits significantly enhanced mechanical properties with the yield strength increased by 3%, the tensile strength by 3.5% and the elongation by50% compared to Mg-9Li alloy. It is inferred that a small amount of Ca addition and a relatively fast cooling rate from the copper mould suction casting result in the formation of fine( α-Mg+β-Li) eutectic structure which greatly improves the mechanical properties of Mg-9Li-0.5Ca alloy.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715