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Al-Zn-Mg-Cu系合金作为最常见的一种合金材料,具有比强度高、耐腐蚀性好、密度小、成本低廉等一系列优点,其在航空、军事、汽车、电子以及医疗等领域都有广泛的应用。因此深入研究该系合金元素之间的扩散行为和其金属间化合物的力学性能具有重要意义。本文主要利用电子探针(EPMA)和纳米压痕仪等设备来对Cu-Zn和Mg-Zn二元体系的扩散动力学过程和扩散层的相关性能进行研究,并对二元系中金属间化合物的生长常数、扩散系数与力学性能进行了分析。本文主要结论如下:(1)对Cu-Zn二元扩散偶在290℃-380℃的温度范围内进行退火处理,结果表明在扩散区形成了三种金属间化合物相β’、Y和ε,经过EPMA成分测定确定这三个相分别为CuZn、Cu5Zn8和CuZn5。金属间化合物的生长符合抛物线生长规律。(2)本文计算了在290℃-380℃温度范围内每个相的互扩散系数和扩散激活能。在每个温度下,其扩散系数的大小顺序为DCu5Zn8>DCuZn5>DCuZn,CuZn、Cu5Zn8和CuZn5相的扩散激活能分别为106.25、97.95和112.01 kJ/mol。(3)金属间化合物CuZn、Cu5Zn8和CuZn5的硬度分别为1.67GPa、6.81 GPa和2.74GPa,杨氏模量分别为105.71GPa、186.76GPa和 137.77GPa。中间化合物的蠕变应力指数越小,即抗蠕变能力越强。CuZn5具有最小的蠕变应力指数,因此其抗蠕变能力最强。(4)Mg-Zn二元体系的退火温度范围为250℃-320℃,四种金属间化合物可以被观察到,即Mg21Zn25、Mg2Zn11、Mg4Zn7和MgZn2。对上述金属间化合物的生长常数、生长激活能、互扩散系数和扩散激活能进行了研究。结果发现,MgZn2相的扩散系数最大,扩散激活能最小,其值为34.76kJ/mol。Mg21Zn25相的扩散系数最小而扩散激活能最大,为88.89kJ/mol。(5)对Mg-Zn系统金属间化合物力学性能的研究表明:Mg4Zn7的硬度最大,达到5.45Gpa,Mg2Zn11的杨氏模量最大,其值为132.87Gpa。Mg2Zn1的蠕变应力指数最小(0.71),其次为MgZn2、Mg21Zn25和Mg4Zn7。表明在四个金属间化合物中Mg2Zn11的抗蠕变性能最好。