鋁鎂鋰合金簡介

aluminium-magnesium lithium alloy

可以通過淬火時效強化。有與硬鋁相當?shù)膹姸?，密?.47g/cm3，彈性模量達73 500MPa，可焊性好，可用于制造各種鋁材和模鍛件。2100433B

鎂鋰合金早在1960年代，美國NASA即開發(fā)應(yīng)用于航天工業(yè)零件上，然因鋰價昂且耐蝕性，使Mg-Li合金發(fā)展停滯。近年來，因熔煉與表面處理技術(shù)精進，大批量使用，使Mg-Li合金再受矚目。

在美國、日本、德國、俄羅斯等國都有商業(yè)鎂鋰合金系，而在中國則沒有相應(yīng)的合金系。我國對Mg-Li合金的研究還處于起步階段，中鋁鄭州輕金屬研究院在2010年成功研制超輕鎂鋰合金，領(lǐng)頭中國鎂鋰合金發(fā)展。

變形鎂鋰合金產(chǎn)品形態(tài)有箔、板、管、棒、型材等，可薄至0.06mm壁厚。鑄造鎂鋰合金有各種尺寸的鑄錠。

牌號有LA141(Mg85-Li14-Al1)、LA91、LZ91、LAZ933 (Mg85-Li9-A3-Zn3)、LAZ931 (Mg85-Li9-A3-Zn1) 、MA18、MA21。

新型鎂鋰合金與鋁合金相比，同樣大小，重量僅是鋁合金的一半，但比強度高于鋁合金。此外，這種新型鎂鋰合金的阻尼性能優(yōu)異，是鋁合金的十幾倍，減震降噪效果好，在屏蔽電磁干擾方面表現(xiàn)突出。

鋰(Li)為一種銀白色的輕金屬;熔點為180°C，沸點1342°C，密度0.53g/cm3，硬度0.6。金屬鋰可溶于液氨。純鋁太軟,當在鋁中加入少量的Li、Mg、Be等金屬熔成合金，既輕便，又堅硬。

鎂鋰合金(magnesium-lithium alloy )它是結(jié)構(gòu)金屬材料中密度最低者，在鎂金屬中添加鋰元素，一般含鋰14-16 %，其比重介于1.4-1.6，較一般鎂合金的1.8更低，比塑料密度略高，強度220～340MPa，彈性模量40GPa。阻尼大，是鋁合金的十幾倍，也就是能吸收沖擊能量，減震降噪效果好.在屏蔽電磁干擾方面,鎂鋰合金也有突出表現(xiàn)。

鎂鋰合金材料除超輕外，最大特色為可常溫塑性加工成型，如軋延、沖壓等技術(shù)大量生產(chǎn)，也可鑄造成型和半固態(tài)注塑成型。

輕金屬材料在減少環(huán)境污染和能量消耗的作用已經(jīng)被廣泛的認識，鎂的密度只有1.74g/cm3，因此是已經(jīng)應(yīng)用的最輕的結(jié)構(gòu)材料。鎂合金由于其高的熱傳導(dǎo)效率、顯著地減震作用以及電子屏蔽作用強被廣泛應(yīng)用于3C電子工業(yè)。然而由于鎂合金的秘排六方結(jié)構(gòu)，使其冷加工變形顯得相當困難，這種困難基本上抵消了鎂合金的優(yōu)點，嚴重限制鎂合金在工業(yè)上應(yīng)用。

金屬鋰在鎂合金中添加后可以使鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢赃M行冷加工變形的結(jié)構(gòu)，因此以補償鎂合金密排六方結(jié)構(gòu)的不足。金屬鋰加入鎂合金后同樣也可以使合金的密度降低很多，有利于金屬的輕量化應(yīng)用。

從鎂鋰合金二元相圖中可以看到，當Li的含量大致在11wt.%時，鎂鋰合金的晶體結(jié)構(gòu)將從原先鎂合金固溶體的密排六方轉(zhuǎn)變?yōu)長i的共熔體的體心立方結(jié)構(gòu)。

鎂鋰合金的β相不僅使合金的密度降低至1.5g/cm3，而且提高了合金在室溫時候的延展性能。

然而由于二元β相鎂鋰合金低的強度、熔點以及蠕變抗力使其很少在工程領(lǐng)域應(yīng)用。

因此人們開始設(shè)計二元/三元β相鎂鋰合金，通過合金元素的加入，達到客服合金的不利缺點

·1955年，Jones通過對三元鎂β合金(鎂和鋰的比例為88:12)分析研究其強度和加工硬化性能，Jones指出通過加入Cd、Zn或者Al在鑄造和軋制過程中可以產(chǎn)生最佳的性能，但是在常溫下合金不很穩(wěn)定，另一方面添加Si、Cu、Sn或者Ce后合金的機械性能出現(xiàn)降低。

·1957年，Clarkhe 和Sturkey在研究Mg-19.6Li-18.5Zn時發(fā)現(xiàn)，由于析出相MgLi2Zn轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶夥€(wěn)定的LiZn相，室溫下20-30h時效后，合金快速的達到最大硬度。

·1980年，Alamo和Barchik通過研究Mg-11.4Li-1.4Alβ合金的沉淀強化現(xiàn)象并且證實當合金完全固溶后在室溫下時效，發(fā)生了相的反應(yīng)β-β θ α，當θ相( θ 相主要是平穩(wěn)的穩(wěn)定相AlLi相)析出時合金的硬度達到最大值。