● 摘要
镁锂系合金相图的热力学计算及合金相分析摘 要镁合金由于具有密度低，高的比强度和比刚度，易于加工等优点，在许多工业领域广泛应用。例如用于航空航天、交通运输工具和用于制造便携式电子产品等，可以大大减轻机构的重量。但是，通常的镁合金塑性低，不能室温变形加工，耐腐蚀性能较差，这些缺点影响了镁合金的应用。镁锂系合金的密度比一般镁合金更低，除了具有很好的比强度，而且具有极好的塑性，很容易进行室温塑性加工，但是绝对强度比较低。合金化是改善合金性能的基本方法。在镁合金中铝和锌使最常用的合金元素。但是，关于镁锂合金的多元合金相图以及镁锂多元合金中的相组成的数据还很缺乏。本文采用热力学软件（Thermo-Calc）进行了Mg-Li-X系的相图计算以及合金相分析（CALPHAD），以期为形型镁锂合金的设计、合金的组织与性能控制和合金的热加工工艺参数的确定提供及除数据。热力学相图计算以及合金相分析的结果表明：在所研究的合金成分范围内，合金的均以体心立方晶体结构的固溶体为基体。根据锂含量的不同，以及第二组元和第三组元加入量的不同（铝和锌），合金中的沉淀相的种类与质量分数发生变化。随着，铝含量的增加，合金中AlLi相显著增加；随着锌含量的增加，合金中的Mg2Zn3相显著增加；在Mg-Li-Al-Zn 合金系中，AlLi 和Mg2Zn3 是主要沉淀相。在适当的含锂范围内（约8-16wt%），由于镁在锂固溶体中的溶解度变化，出现（HCP）沉淀相。经过适当的热处理后和组织控制，合金中的沉淀相将会对合金起到强化作用。本文对几种商业镁锂合金以及自行设计的镁锂合金及行了成分与合金相的比较，并结合合金的性能分析，讨论了合金相组成与合金性能之间的关系。