含準晶相的Mg-Zn-Y系合金強流脈沖電子束表面改性研究.pdf

1、普通凝固法因其諸多優(yōu)點成為了制備自生鎂基準晶合金的主要方法之一。準晶在軟質鎂材料中起到很好的固溶強化作用，但制備的準晶合金組織粗大，偏析嚴重，對鎂合金的表面耐磨性等性能產(chǎn)生不利的影響。強流脈沖電子束(HCPEB)是近年來新興的表面處理技術，基于它在鎂合金處理方面取得的成果，本文利用此方法對鎂基準晶合金進行了表面處理。通過SEM（附帶EDS）、XRD、TEM分析檢測方法對強流脈沖電子束處理前后的樣品進行了表面微觀組織分析，并對其宏觀維氏硬

2、度、顯微硬度和耐磨性能進行了研究。得出結論如下:
　　(1) SEM發(fā)現(xiàn)在合金Ⅰ(Mg67Zn30Y3)和Ⅱ(Mg73Zn26Y)的原始組織中有三種形貌的相，而合金Ⅱ中還分布有大量的層片狀共晶組織。經(jīng)EDS和XRD分析證明黑色枝晶是α-Mg，灰色基體是Mg7Zn3，花瓣狀相是準晶IQ(化學式為Mg3Zn6Y)，層片狀共晶組織由α-Mg和準晶IQ組成。TEM測試得出的五次對稱電子衍射花樣證明花瓣狀相是準晶，這表明我們用普通凝固方法在

3、合適的冷卻速率下成功制備了鎂基準晶。從原始樣相同倍數(shù)的SBSE圖中看出，合金Ⅰ中的準晶相含量多于合金Ⅱ中的。
　　(2)加速電壓為23.4kV的HCPEB表面處理后，掃描電鏡(SEM)及其附帶的X射線能譜(EDS)顯示，處理樣表面平整，各元素幾乎均勻分布，元素偏析現(xiàn)象得到明顯改善，粗大組織和相界消失，鑄態(tài)氣孔被重熔液填充，并且有細小的彌散物分布，對TEM檢測顯示出的納米環(huán)進行計算后發(fā)現(xiàn)是準晶;XRD分析中，也發(fā)現(xiàn)仍然有準晶存在。T

4、EM圖中顯示的衍射襯度表明HCPEB處理后，合金表面位錯密度增加。截面面掃描圖和SEM表明重熔層致密，重熔層厚度在5.16～7.56μm。
　　(3)經(jīng)HCEPB不同脈沖次數(shù)處理后，樣品表面的維氏硬度得到了不同程度的提高。相同參數(shù)下，合金Ⅰ的硬度值高于合金Ⅱ的。合金Ⅰ的2次脈沖處理的樣品維氏硬度提高最顯著，其硬度值為2999MPa，相比于原始樣品硬度值提高了44.0％;合金Ⅱ的2次脈沖處理的樣品維氏硬度提高最為顯著，其硬度值為23

5、62.8MPa，與原始相比提高了33.8％。合金Ⅰ截面上顯微硬度的變化表明:2次、10次和15次脈沖處理樣品的顯微硬度呈現(xiàn)上下波動的變化趨勢，與原始樣品相比其顯微硬度均出現(xiàn)增大的現(xiàn)象，處理樣品截面上的最大顯微硬度值處于50～100μm深度范圍內。
　　(4)合金Ⅰ原始樣品的摩擦系數(shù)變化較平穩(wěn)，平均摩擦系數(shù)為0.24，2次、10次和15次脈沖處理樣的平均摩擦系數(shù)分別為0.20、0.23和0.18。合金Ⅱ原始樣品、2次、10次和15次