Mg-Gd-RE-Zn系列合金中長周期堆垛結構和析出相的電子顯微研究.pdf

1、本文首先利用掃描背散射電子像和能譜分析技術研究了在400℃熱處理過程中Zn含量對MgGd3.0Nd0.3Znx(x=0～1.23，at.％)合金析出相和長周期堆垛結構變化的影響。結果發(fā)現(xiàn)，當Zn含量x<0.6％時，合金中初生相附近有β相析出；當Zn含量x>1％時，初生相與Mg基體界面處有密集堆垛層錯(SF)結構和長周期堆垛(LPS)結構混合區(qū)——(LPS&SF)區(qū)形成。 隨后，利用透射電鏡技術研究了MgGd3.0Nd0.3Zn1

2、.23合金在變溫熱處理過程中的相變過程。結果發(fā)現(xiàn)，合金在400℃以上進行熱處理時存在多種相變過程：Mg3Gd型初生相&Mg基體→SF&14H-LPS，SF→14H-LPS，SF&14H-LPS→S.S.S.S.。其中，(SF&14H-LPS)區(qū)可能的形成機理為：Mg3Gd型初生相逐步瓦解，使Gd、Nd和Zn原子擴散到Mg基體中，導致(0001)Mg面上形成密集的堆垛層錯(SF)結構，部分SF結構有序排列，形成14H型LPS，從而形成(S

3、F&14H-LPS)區(qū)，隨著熱處理時間的延長，(SF&14H-LPS)區(qū)不斷地向Mg基體內(nèi)部生長。 另外，利用掃描和透射電鏡綜合技術研究了MgGd1.8Y0.8Zn0.8(at.％)合金中的相變過程。結果表明，MgGd1.8Y0.8Zn0.8合金在400℃熱處理過程中，也會形成(LPS&SF)區(qū)，與MgGd3.0Nd0.3Zn1.23合金中(LPS&SF)區(qū)形成過程不同的是，MgGd1.8Y0.8Zn0.8合金中部分SF結構先形

4、成畸變的6H型LPS，后轉變?yōu)?4H型LPS；熱處理后的合金中有fcc結構的Mg5Gd型相存在，其與Mg基體有確定的取向關系，附近也存在(LPS&SF)區(qū)，M9sGd型相與(LPS&SF)區(qū)的界面處存在寬約10nm左右的過渡層。實驗還發(fā)現(xiàn)，14H型LPS結構中重原子在[0001]Mg方向上存在長程有序結構，文中分析認為這種有序結構可能為六方結構，晶格常數(shù)a=2√3aMg=1.108nm，與Mg基體的取向關系為[001]Mg//[0001

5、]LPS，{11-20}Mg//{-1100}LPS，并模擬了其可能存在的原子模型。 最后，首次利用透射電鏡原位加熱技術觀察了MgGd3Nd0.3合金300℃下的相變過程。結果表明，MgGd3Nd0.3合金中的β’相在原位加熱過程中極不穩(wěn)定，大部分β’相瓦解消失，其含有的重稀土原子擴散到Mg基體，少部分β’相原位轉變?yōu)棣?相；此過程中還可以產(chǎn)生極少量片狀析出相，其與含Zn鎂稀土合金中的γ”相相似；原位加熱過程中還觀察到了β1相向