论文部分内容阅读
本论文采用高频感应熔炼法制备Mg-Zn-RE(RE=Gd,Y)系合金,通过控制中间合金的加入量以及反应温度、反应时间以及热处理条件,制得含不同成分的Mg-Zn-Gd与Mg-Zn-Gd-Y合金。主要运用金相显微镜(OM)、X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等表征技术探讨了稀土Gd和Y对合金中二十面体准晶相(I相)的形成及其对组织性能的影响。 本论文主要内容包括三个部分:(1) Mg-Zn-Gd与Mg-Zn-Gd-Y合金中I相组织和形貌的观察;(2) Gd和Y在Mg-Zn-RE中I相形成过程中的作用及组织形成规律的探讨;(3)固溶时效热处理对Mg-Zn-Gd-Y合金中I相形态与合金硬度的影响。 首先,按照设计成分在高频感应加热器中制备Mg-Zn-Gd合金和Mg-Zn-Gd-Y合金,使用扫描电子显微镜(SEM)观测I相的形貌,结合EDS能谱分析结果和XRD结果证明合金中确实存在I相组织。然后,使用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SEAD)鉴定其确实衍射斑点具有五次旋转对称性,为简单二十面体准晶结构。 其次,探讨了在四元Mg-Zn-Gd-Y合金中I相的形成规律,在设计成分为(MgZn)85Gd15-zYz(2.5<Z<5.5)的合金中,Gd的含量对I相的稳定生长起稳定作用。在I相中,当Gd含量高于3.94%时,I相的生长完成度随Gd含量的上升而变好,当Gd含量为5.65%时达到峰值后,Gd含量的提升不会对I相的生长产生影响;Y元素则在合金中起细化晶粒的作用,在0.21%≤Y≤2.90%时,Y含量越高,晶粒细化程度越高。 再次,使用控制冷却的实验手段制备了不同生长阶段的准晶相。实验结果显示,I相在880K温度下通过包晶反应L+(Mg,Zn)5RE→I析出,Mg-Zn-Gd合金形成花瓣状或多边形状组织,Mg-Zn-Gd-Y合金形成花瓣状或链状组织。 最后,对Mg-Zn-Gd-Y合金固溶时效热处理后的实验结果显示,固溶处理确能使Mg-Zn-Gd-Y合金的晶粒得到有效的细化,时效对合金硬度的提升效果明显。