二十面相对挤压镁锂合金的强化作用（有出处）751--中英文翻译
二十面相对挤压镁锂合金的强化作用
a.沈阳材料科学，金属研究所，中国科学院，中国科学院沈阳国家重点实验室
110016，中国
B.环境腐蚀中心，中国科学院金属研究所，中国科学院，沈阳 110016，中国
收稿日期 2006 年 10 月 31 日；修订二零零六年十二月三十日，接受于 2007 年 3
月 7 日，可供网上下载 07 年 5 月 11 日通过
通过调查三种镁-锂-锌-釔合金，作为一种挤压镁锂合金力学性能的强化方
法，即在镁锂合金（Mg3Zn6Y，准晶结构）基体相引进 I 相已被证明。拉伸结果
表明，I 相能有效强化合金。大幅提升的力量，已经解释微观结构的变化 。
2007Scripta Materialia 由 Elsevier 有限公司出版，公司保留所有权。
关键词：I 相；镁锂合金；机械性能
合金化与极低密度（0.534 克/立方厘米）锂镁可进一步降低镁合金的重量，
然而，表 1 所列以以前的结果为基础。对镁锂合金的强度是非常低[1,2]。一般来
说，以前的加固方法，如添加铝锌合金元素和剧烈塑性变形（或热挤压等通道
角挤压）无法使镁锂合金的抗拉强度超过 200MPa（悉尼科技大学）。
另一方面，据报道，镁-锌-釔合金含余相作为第二相存在（Mg3Zn6Y，准晶
结构）在室温和高温[3]都有良好的机械性能。根据对 I 相在室温下的体积分数
研究，镁-锌-釔合金的屈服强度可以从 150MPa 到 450MPa。以往的研究[5-9]表
明，I 相在镁-锌-釔或镁-锌-釔-锆型合金的存在，紧紧依赖锌/釔重比，文献
[7]认为，当锌/釔比值超过 4.38，元素釔会存在，因为 I 相几乎为完全相。当
锌/釔比值超过一定值（4.38）釔含量的增加，更多的 I 相将在镁基中形成。
基于上述这两种合金系统的分析，可以问两个问题：（一）I 相是否可以
引入镁锂合金？（二）如果 I 相可以引进，镁锂合金的力学性能能否得到极大
改善呢？因此，在这项工作中，三种合金（锌/釔比值大于 5 以上），即以镁锂
8%～3%；锌 0.6%，镁 8%锂 6%锌 1.2%，釔和镁锂 8%～90%锌-1.8%为准备。通过调
查合金的力学性能，这两个问题将得到回答。
在这项研究中所使用的材料为挤压镁-锂-锌-釔合金，镁和釔含量不同。这
是准备使用在镁合金研究部得 IMR，中国特定的技术。利用电感耦合等离子体原
子发散光谱仪，对 I–III 测定合金的化学成分，这些都是在表 2 中列出，挤压
比为 10:1。
相分析，确定有 D/最大 2400x 射线衍射仪（XRD）。作为铸态合金的微观组
织I–III 检查通过扫描电子显微镜（SEM;XL30-FEG-ESEM）。合金是一个直径为
25 毫米和5毫米轨距加工长度拉伸棒。拉伸试样的轴向平行于压挤方向。拉伸实
验，进行了一个MTS（858.01 米），13 秒1 分在室温下恒应变率测试机。扫描电
镜（SEM;XL30-FEG-ESEM）观察使用或二次电子成像或背散射电子显像以确定断
裂的特点，在断裂的表面打击 I 相。
表1 综述不同镁锂合金的力学性能（室温下测试）
条件 挤压状态 等通道角挤压
r0.2 (MPa) UTS (MPa) 伸长率 (%) r0.2 (MPa) UTS (MPa) 伸长率
(%)
Mg–11% Li–1% Zn [1] 96 133 60 150 175 35
Mg–9% Li–1% Zn [1] 100 141 56 160 182 31
Mg–9% Li–1% Zn–0.2% Mn [1] 90 130 70 140 165 22
Mg–9% Li–1% Zn–1% Al–0.2% Mn [1] 105 150 60 145 180 24
Mg–9% Li–1% Zn–3% Al–0.2% Mn [1] 110 161 50 130 180 27
Mg–3.3% Li [2] 69 160 18 113 200 33
表2 化学成分和挤压镁锂锌釔合金力学性能
普通合金 化学成分(wt.%) 锌/釔 比 机械性能
镁 锌 釔 锂 r0.2 (MPa) UTS (MPa)
Elongation(%)
Alloy I Bal 3.12 0.61 8.04 5.11 148 222 30.7
Alloy II Bal 6.47 1.26 7.86 5.13 159 239 20.4
Alloy III Bal 9.25 1.79 7.67 5.17 166 247 17.1
X 射线衍射分析，如图1 所示。由此可见，对合金的 I–III 的主要阶段是
a-镁，b-锂，锂镁锌和 I 相。同时，随着锌和釔含量的增加，对 W相的衍射峰将
逐步加剧。此外，据报道[3,6,10]，I 相可形成一镁枝晶间共晶口袋。因此，可
用一个简单的方法来确定 I 相的形态。
铸态合金的 I–III 的组织观察，如图2 所示。这个数字表明，I 相/a-镁共
晶优先，构成了a-镁/b-锂相界面。随着锌和釔含量，I 相/a-镁共晶口袋不仅可
以在 a-镁/b-锂相粗化接口，也逐渐形成了a-镁基体。由于元素釔几乎完全存在
在I阶段，I 的数量形式上取决于合金相釔含量。因此，在釔的含量变化为基础。
因此可以推断 I 的数量为合金第三阶段是三和二倍的合金分别作为第一和第二。
此外，锌含量的增加，特别是三为合金，许多片状锂镁锌相可以观察到 a-镁基
体，如图2（d）所示。
应力应变曲线如图3 所示。为了描述和比较方便，证明屈服应力 0.2%的力
学性能（r0.2）和合金伸长率见表 2。可以看出，I 相能有效提高合金的屈服强
度和抗拉强度。比较合金与 I–III 的 I 增加约3倍，屈服强度和抗拉强度由 148
兆帕增加至166 兆帕，222 兆帕和 247 兆帕。同时，大大降低合金 III 的塑性。
镁-锌-釔-锆合金此前的研究表明，随着 W 相数量的增加[5,7,9]，合金的
强度下降。X 射线分析表明，对合金 2，W相难以被探测到。因此，它可以有效地
避免W相的影响。为了表示对I的影响，对合金的力学性能，只有合金第二阶段
断裂被选定待观察。图4显示了断裂面中二次断裂和背散射扫描电镜图像。这个
数字表明，微裂纹在 I 相的内部大批量形成。
摘要：
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二十面相对挤压镁锂合金的强化作用a.沈阳材料科学，金属研究所，中国科学院，中国科学院沈阳国家重点实验室110016，中国B.环境腐蚀中心，中国科学院金属研究所，中国科学院，沈阳110016，中国收稿日期2006年10月31日；修订二零零六年十二月三十日，接受于2007年3月7日，可供网上下载07年5月11日通过通过调查三种镁-锂-锌-釔合金，作为一种挤压镁锂合金力学性能的强化方法，即在镁锂合金（Mg3Zn6Y，准晶结构）基体相引进I相已被证明。拉伸结果表明，I相能有效强化合金。大幅提升的力量，已经解释微观结构的变化。2007ScriptaMaterialia由Elsevier有限公司出版，公司...
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