Mg-Sm-Gd系合金時(shí)效析出相及相變機(jī)理研究.pdf

1、混合加入輕重稀土而形成的時(shí)效析出相是迄今發(fā)現(xiàn)的高強(qiáng)度鎂合金中最有效的強(qiáng)化手段。而二元鎂輕稀土和鎂重稀土合金的時(shí)效硬化效果卻差異顯著，研究清楚二元鎂輕稀土、二元鎂重稀土和三元鎂輕重稀土合金的時(shí)效析出模型和相變機(jī)理，對于設(shè)計(jì)復(fù)雜成分的鎂稀土合金及其熱處理工藝具有重要意義。
　　本文選用了原子序數(shù)和半徑均非常接近的輕、重稀土元素Sm和Gd，在本課題組關(guān)于 Mg-Gd二元鎂重稀土合金研究的基礎(chǔ)上，以Mg-Sm二元鎂輕稀土合金和Mg-Sm-

2、Gd三元鎂輕重稀土合金為研究對象，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和高角度環(huán)形暗場掃描透射電鏡(HAADF-STEM)等觀察分析手段，通過硬度、室溫拉伸等性能測試方法，研究了不同 Sm和Gd含量、熱處理工藝、熱擠壓變形以及時(shí)效析出對合金顯微組織、力學(xué)性能和斷裂行為的影響，重點(diǎn)研究了Mg-Sm和Mg-Sm-Gd合金時(shí)效過程中析出相的演變過程，分析了析出相的形貌、晶體結(jié)構(gòu)及其

3、與基體的位向關(guān)系。通過HAADF-STEM分析了β″相和β′相的原子排布和相界面。通過第一性原理計(jì)算，研究了Mg-Sm合金中的β″、β′和β1等析出亞穩(wěn)相的形成能，從熱力學(xué)角度分析了這幾種析出相的晶體結(jié)構(gòu)、晶格畸變、熱力學(xué)穩(wěn)定性及其相變方向。
　　在Mg-Sm二元合金中首次發(fā)現(xiàn)了與Mg-Gd系合金中的β′(cbco)相具有相同晶體結(jié)構(gòu)的析出相，證實(shí)了β′(cbco)相在鎂稀土合金時(shí)效序列中的普遍存在性。該相與β″(D019)相之間