Mg-Y-Nd系合金析出相的電子顯微研究.pdf

1、本文對Mg-Y-Nd系合金時效過程中出現(xiàn)的析出相進行了系統(tǒng)的研究。利用高分辨透射電子顯微(HREM)技術(shù)研究了Mg-4Y-3Nd三元合金200℃等溫時效過程中出現(xiàn)的析出相的形貌、結(jié)構(gòu)及成分特征等，并且探討了該合金的析出行為；用衍射動力學(xué)的多層法理論，對Mg-4Y-3Nd合金200℃等溫時效形成的各種析出相進行了模擬計算。此外還對比研究了Mg-10.7Y合金以及Mg-3.4Nd合金時效過程中出現(xiàn)的析出相的結(jié)構(gòu)特征。 Mg-4Y-3

2、Nd合金按其時效過程中顯微硬度的變化可分為初期時效、峰時效和過時效階段。對各階段析出相的研究結(jié)果如下：時效最初出現(xiàn)了兩種局部有序結(jié)構(gòu)-D019和單層D019結(jié)構(gòu)(mono-layeredD019)。HREM觀察發(fā)現(xiàn)，隨時效的進行，明顯出現(xiàn)了兩種形貌的析出相：片狀析出相為過渡結(jié)構(gòu)，沿鎂基體的{1120}面族析出；不規(guī)則球狀析出相為具有正交結(jié)構(gòu)的新相—稱為β′t相，在鎂基體的{1010}面族析出，其晶格常數(shù)為a=0.32nm，b=0.556

3、nm，c=0.52nm。峰時效階段也出現(xiàn)兩種形貌析出相。片狀析出相仍為過渡結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為mono-layeredD019的各種有序堆垛形式。而不規(guī)則球狀的β′t相則被具有正交結(jié)構(gòu)的β′相取代。β′相的晶格常數(shù)為a=0.64nm，b=2.223nm，c=0.521nm。通過X射線能譜分析發(fā)現(xiàn)，片狀析出相富集稀土釔，而不規(guī)則球狀析出相富集稀土釹。過時效導(dǎo)致形成片狀平衡相β。β相為面心立方結(jié)構(gòu)在鎂基體的{1010}面族析出，其晶格常數(shù)為：a=2

4、.223nm。通過X射線能譜分析得到平衡相β的成分為Mg82.4Y7.4Nd10.2。 根據(jù)高分辨電子顯微觀察，本論文建立了包埋在Mg基體中的D019和mono-layeredD019的結(jié)構(gòu)模型，以及β′t相與β′相的結(jié)構(gòu)模型。利用這些結(jié)構(gòu)模型進行了衍射動力學(xué)的多層法計算，所得到的計算像與實驗觀察的非常吻合。 與Mg-4Y-3Nd三元合金相比，Mg-10.7Y二元合金在200℃等溫時效時析出過程明顯緩慢，出現(xiàn)析出相的時間