Mg-Gd-RE-Zn系合金析出相的電子顯微研究.pdf

1、本文利用高分辨電子顯微像(HREM)技術(shù)，研究了Mg-15.4Gd-1.6Nd(wt.％)合金初期時效階段的結(jié)構(gòu)特征,并系統(tǒng)研究了Mg-1.8Gd-0.8Y-0.12Zn(at.％)合金200℃等溫時效過程中形成的析出相的形貌、結(jié)構(gòu)及成分特征等,探討了該合金的動力學(xué)析出過程。此外,還研究了Zn對Mg-1.8Gd-0.8Y-xZn(x=0,0.12,0.4,0.8,1.3,2)(at.％)系列合金等溫時效行為和微結(jié)構(gòu)的影響。首次利用準(zhǔn)動態(tài)

2、背散射電子像，觀察了鑄態(tài)合金中LPS在300℃下的平均生長狀態(tài),并且利用TEM原位加熱的方法，觀察了Mg-1.8Gd-0.8Y-0.12Zn(at.％)合金微結(jié)構(gòu)的變化。最后,利用多層法高分辨像計算模擬方法,探討了影響Mg稀土合金中高分辨成像襯度的因素。 1.通過對Mg-15.4Gd-1.6Nd(wt.％)合金初期時效階段結(jié)構(gòu)特征的高分辨像研究,認(rèn)為合金初期時效階段的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為RE原子形成各種組態(tài)的局域有序結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)特征與傳

3、統(tǒng)意義的β”相有所區(qū)別,稱之為β”關(guān)聯(lián)相。并在原子層次研究了β”關(guān)聯(lián)相的結(jié)構(gòu),認(rèn)為β”關(guān)聯(lián)相主要由D019結(jié)構(gòu)、單層D019結(jié)構(gòu)和RE原子聚集層結(jié)構(gòu)三種模式組成。 2.利用高分辨電子顯微像技術(shù)研究Mg-1.8Gd-0.8Y-0.12Zn(at.％)合金200℃過時效階段的結(jié)構(gòu)變化時,發(fā)現(xiàn)了β2和β3兩種新的過渡相。結(jié)合對析出相原子層次的結(jié)構(gòu)分析和析出相超單胞能量的計算,認(rèn)為此合金200℃時效的析出過程為：Mg(S.S.s.S)→

4、β”關(guān)聯(lián)相→β’相→β2相→β3相→β1相。通過對β1相結(jié)構(gòu)特征的高分辨像研究,發(fā)現(xiàn)β1相的(1-11)β1密排面與(10-10)Mg面的夾角約為20°,且β1相在(10-10)Mg面內(nèi)是按臺階方式生長的。通過高角環(huán)形暗場像(HAADF)和X-射線能譜(EDS)分析合金中各元素的分布時,發(fā)現(xiàn)RE(Gd、Y)原子主要分布在β’相和β1相中,且β1相中RE(Gd、Y)原子含量比β’相中的要多；Zn原子主要分布在β1相中。 3.Zn對

5、MgGd1.8Y0.8Znx(x=0,0.12,0.4,0.8,1.3,2)(at.％)合金系列等溫時效行為和微結(jié)構(gòu)都有明顯的影響。少量的Zn明顯促進Mg-Gd-Y合金的固溶效果,并經(jīng)隨后的200℃時效處理有效地提高Mg-Gd-Y-Zn合金的強度；另一方面,添加多于0.4 at.％的Zn導(dǎo)致鑄態(tài)合金中長周期結(jié)構(gòu)(LPS)的形成。首次嘗試?yán)脺?zhǔn)動態(tài)背散射電子像(BSE)觀察了鑄態(tài)合金的變化過程,指出該方法可以直接地揭示LPS在300℃下的