【摘 要】
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采用聚焦离子束定点切割技术(Focused ion beam,FIB),透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)、高角度环形暗场扫描透射电镜(High angle annular dark field scanning transmission electron microscopy,HAADF-STEM)和扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)等技术手段,对Mg-7Gd-5Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金铸态及(515℃
【机 构】
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有研科技集团有限公司 国家有色金属及电子材料分析测试中心,北京 100088;国标(北京)检验认证有限公司,北京 101407;北京有色金属研究总院,北京 100088;国合通用测试评价认证股份公司,
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采用聚焦离子束定点切割技术(Focused ion beam,FIB),透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)、高角度环形暗场扫描透射电镜(High angle annular dark field scanning transmission electron microscopy,HAADF-STEM)和扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)等技术手段,对Mg-7Gd-5Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金铸态及(515℃,48 h)均匀化态的组织形貌进行观察分析.结果表明:铸态合金晶界共晶组织中含有(Mg,Zn)3RE相(FCC,a=0.72 nm)、Mg5(RE,Zn)相(FCC,a=2.24 nm)及块状长周期堆垛有序(Long-period stacking ordered,LPSO)相.其中LPSO相主要为18R结构,存在少量14H结构,局部区域存在少量不完整周期的LPSO结构;此外合金中存在分布于共晶相附近的微米级富RE相以及分布于晶粒内部的微米级富Zr颗粒.经过(515℃,48 h)均匀化热处理,晶界(Mg,Zn)3RE相和Mg5(RE,Zn)相完全回溶,残留相主要为14H-LPSO相,局部区域存在具有不同晶体结构的LPSO过渡相.在铸态合金的晶粒内部,沿[1120]?晶带轴观察,发现存在几个原子面至纳米尺度的LPSO构建块,由不同数量的LPSO构建块单元(4个RE/Zn原子层)及Mg原子层交替堆垛构成,RE/Zn与Mg原子层堆垛次序不具备完整周期性;均匀化热处理后,晶内的LPSO构建块几乎回溶,仅剩下极少量单个LPSO构建块单元.沿[0001]?晶带轴观察,晶粒内部存在多种分布方式的富RE/Zn原子柱,为Mg-Gd-Y系镁合金时效过程β′析出序列中GP区的早期结构.
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本文制备了不同Fe和Mn含量高真空压铸AlSiMgMn合金,使用透射电镜(TEM)对富Fe相晶体结构和成分进行了分析;使用高分辨三维X射线(3Dμ-CT)对合金进行了断层扫描,获得了富Fe相三维形貌和空间坐标;结合非平衡凝固相变计算,讨论了Fe和Mn含量对富Fe相形成的影响,并分析了初生α-Fe相的生长机理.基于二分Kmeans和DBSCAN方法,设计了空间粒子团簇计算程序,对3Dμ-CT得到的富Fe金属间化合物进行了聚类计算,分析了其团簇定量特征.结果表明:随着Fe含量增加,富Fe相中Fe含量增加;Mn
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