镁锂铝基合金时效软化抑制机理研究

Mg-Li-Al合金中由于存在MgAlLi2相向AlLi相的相变，使得合金性能存在软化现象，进而使得合金性能不稳定。本项目通过向Mg-Li-Al合金中添加稀土元素，通过稀土元素与合金中的Al元素结合，从而实现抑制MgAlLi2相向AlLi相转变的过程。项目首先利用第一性原理计算Mg-Li-Al\Mg-Li-Al-Y\ Mg-Li-Al-La\ Mg-Li-Al-Ce合金体系中各个相形成的能量状态，以确定合金中哪些相是稳定的。然后分别制备了Mg-9Li-xAl、Mg-9Li-6Al-xY和Mg-8Li-6Al-xCe合金，并研究了这三种合金在固溶过程和时效过程中的组织演变和硬度变化。结果表明，AlLi的热力学稳定性要比MgAlLi2高，验证了Mg-Li-Al合金中出现的过时效现象：β→MgAlLi2→AlLi，稀土元素Y加入Mg-Li-Al合金后Y主要以Al2Y的形式存在于合金中，稀土元素La加入Mg-Li-Al合金后La主要以Al3La的形式存在于合金中，稀土元素Ce加入Mg-Li-Al合金后Ce主要存在形式是Al2Ce。Mg-(8,9)Li-6Al合金中，主要以α、β、MgAlLi2、AlLi组成，时效过程中MgAlLi2会分解成AlLi相。加入稀土Y\La\Ce后，合金内形成了各种Al-RE相，使得合金内AlLi和MgAlLi2相的数量减少，同时在固溶后的时效过程中也减少了AlLi和MgAlLi2相的析出，从而使合金在时效过程中的性能较稳定。