Mg-7Gd-5Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金铸态及均匀化态微观组织

作者：庞铮; 杜志伟^*; 李婷; 韩小磊; 李永军; 彭永刚; 马鸣龙; 车聪; 崔巧棋; 李聪; 徐云培; 刘淑凤; 卜德豪

来源：中国有色金属学报, 2022, 32(01): 109-120.

• 镁合金
• 长周期堆垛有序结构
• 高角度环形暗场像
• LPSO构建块

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)、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)_3RE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■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]_α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。

• 单位
  北京有色金属研究总院; 有研工程技术研究院有限公司