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...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)_(3)RE相(FCC,a=0.72 nm)、Mg_(5)(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)_(3)RE相和Mg_(5)(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]_(a)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]_(a)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。展开更多
为了研究Mg_(97)Gd_(2)Y_(1)合金中β'相的粗化过程以及相关析出结构的形成和演变机制,使用原子分辨的高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(high angle annular dark field scanning transmission electron microscope,HAADF-STEM)...为了研究Mg_(97)Gd_(2)Y_(1)合金中β'相的粗化过程以及相关析出结构的形成和演变机制,使用原子分辨的高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(high angle annular dark field scanning transmission electron microscope,HAADF-STEM)成像技术表征了合金不同时效阶段形成的析出结构,并结合第一性原理计算的方法分析了它们的稳定性.结果表明,相关的β_(F)'、β_(M)和β″相主要在β'相粗化过程的早期形成,它们的形成与β'相相界面周围存在较高的错配应变场密切相关;随着β'相粗化过程的进行,β_(M)和β″相的尺寸和数量逐渐减少,而由β'与β_(F)'相交替组成的竹节状析出物增多,成为合金基体中主要的析出结构;当错配应变足够大时,β_(F)'相内部出现位错,β相在位错处可以形核,并逐渐长大成为基体中主要的平衡析出结构.展开更多
文摘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)_(3)RE相(FCC,a=0.72 nm)、Mg_(5)(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)_(3)RE相和Mg_(5)(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]_(a)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]_(a)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。
文摘为了研究Mg_(97)Gd_(2)Y_(1)合金中β'相的粗化过程以及相关析出结构的形成和演变机制,使用原子分辨的高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(high angle annular dark field scanning transmission electron microscope,HAADF-STEM)成像技术表征了合金不同时效阶段形成的析出结构,并结合第一性原理计算的方法分析了它们的稳定性.结果表明,相关的β_(F)'、β_(M)和β″相主要在β'相粗化过程的早期形成,它们的形成与β'相相界面周围存在较高的错配应变场密切相关;随着β'相粗化过程的进行,β_(M)和β″相的尺寸和数量逐渐减少,而由β'与β_(F)'相交替组成的竹节状析出物增多,成为合金基体中主要的析出结构;当错配应变足够大时,β_(F)'相内部出现位错,β相在位错处可以形核,并逐渐长大成为基体中主要的平衡析出结构.
