合金元素B、Zn、Co對Laves相MgCu2合金組織和性能的影響.pdf

1、AB2型Laves相金屬間化合物具有熔點(diǎn)高、強(qiáng)度高、密度適中、優(yōu)良的高溫性能及潛在的高溫抗氧化和抗腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)，引起了國內(nèi)外科研工作者的極大興趣。該類材料雖然具有作為高溫結(jié)構(gòu)材料和功能材料的潛力，但是，同其他大多數(shù)金屬間化合物一樣，Laves相金屬間化合物因室溫脆性而阻礙了其實(shí)用化。近年來，國內(nèi)外研究人員從Laves相的相變、晶體缺陷和變形特性等方面展開了廣泛的研究，對改善Laves相金屬間化合物脆性的研究取得了一些進(jìn)展。
　　

2、本文采用機(jī)械合金化（球磨時間10h，球料比13∶1，轉(zhuǎn)速150r/min）和真空熱壓燒結(jié)（熱壓溫度680℃、保壓時間1h、壓力25MPa）的工藝制度制備Laves相MgCu2合金，利用X-射線衍射儀、金相顯微鏡和掃描電鏡等手段，研究了添加B、Zn、Co元素對Laves相MgCu2合金結(jié)構(gòu)、組織和性能的影響。
　　1.采用機(jī)械合金化+真空熱壓燒結(jié)的方法制備出Laves相Mg(Cu1-xBx)2(0≤x≤0.20)，并且對熱壓產(chǎn)物的物

3、相、微觀形貌和力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:B元素溶入MgCu2中，取代部分Cu原子的位置，晶體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變，主相仍為C15結(jié)構(gòu)（MgCu2型）的Laves相。隨著B添加量的增加，整個XRD衍射峰向高角度偏移，點(diǎn)陣常數(shù)逐漸減小。添加B元素后，試樣組織較均勻，致密性有所提高;隨著B添加量的增加，熱壓產(chǎn)物的顯微硬度和晶粒尺寸逐漸增加，抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且與致密度的變化規(guī)律保持一致。B的最佳添加量為6.67at％，

4、該熱壓試樣的致密度為95.1％，顯微硬度為271HV，抗壓強(qiáng)度為490.2MPa，抗彎強(qiáng)度為22.2MPa。
　　2.采用機(jī)械合金化+真空熱壓燒結(jié)的方法制備出Laves相Mg(CU1-xZnx)2（0≤x≤0.20），并且對熱壓產(chǎn)物的物相、微觀形貌和力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:Zn元素溶入MgCu2中，取代部分Cu原子的位置，晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變，主相仍為C15結(jié)構(gòu)（MgCu2型）的Laves相。隨著Zn添加量的增加，整個XRD衍射

5、峰向低角度偏移，點(diǎn)陣常數(shù)逐漸增大。添加Zn元素后，試樣組織較均勻，致密性得到提高;隨著Zn添加量的增加，熱壓產(chǎn)物的顯微硬度逐漸增加，晶粒尺寸先減小后增大，致密度逐漸增大，抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。Zn的最佳添加量為6.67at％，該熱壓試樣的致密度為92.4％，顯微硬度為273HV，抗壓強(qiáng)度為435.7MPa，抗彎強(qiáng)度為18.6MPa，斷裂韌性為2.29 MPa·m1/2。
　　3.采用機(jī)械合金化+真空熱壓燒結(jié)的方

6、法制備出Laves相Mg(Cu1-xCox)2(0≤x≤0.20)，并且對熱壓產(chǎn)物的物相、微觀形貌和力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:Co元素溶入MgCu2中，取代部分Cu原子的位置，晶體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變，主相仍為C15結(jié)構(gòu)（MgCu2型）的Laves相。隨著Co添加量的增加，整個XRD衍射峰向高角度偏移，點(diǎn)陣常數(shù)逐漸減小。添加Co元素后，試樣組織較均勻，致密性有所提高;隨著Co添加量的增加，熱壓產(chǎn)物的顯微硬度和晶粒尺寸逐漸增加，抗壓強(qiáng)度和