一种强化汽车铝合金析出相的原子分辨电子显微学和谱学研究

原子分辨率的电子显微学和谱学技术是研究析出强化铝合金微结构的最有力的手段和方法,特别是原子分辨率的EDS能谱成像技术为更深入地研究和认识铝合金中的析出强化相颗粒结构及其与铝基体的界面匹配关系至关重要。然而,迄今为止,对于汽车轻量化用Al⁃Mg⁃Si合金中Mg、Si合金元素的亚稳析出聚集颗粒,原子分辨率的EDS能谱成像很难实现。本工作为国内首次报道对汽车用Al⁃Mg⁃Si合金中轻质Mg、Si元素的析出颗粒成功实现原子分辨率的EDS能谱成像的案例。作者利用最先进的透射电子显微镜技术研究了一种典型汽车用Al⁃Mg⁃Si合金在250℃时效强化过程中工艺-微结构-性能的演变关系。研究结果表明,富Mg合金在高温峰值时效阶段析出相的主要类型为β′相(Mg_(9)Si_(5))。通过先进原子分辨率的能谱成像揭示了β′相与Al基体界面层的精细原子结构和元素分布。β′相颗粒最外层总是以Mg原子层对接Al基体,这有助于帮助理解析出相界面能问题。本文的研究结果清楚解答了该合金硬度和屈服强度均得到显著提升的微结构原因。