Mg-Ni-RE(RE-Y,Gd)合金富鎂區(qū)相平衡的研究.pdf

1、最近一種“LPO”鎂合金因其優(yōu)異性能而受到廣泛關(guān)注。2001年，Kawamura等通過快速凝固粉末冶金方法制備出室溫下屈服強度高達(dá)610MPa、延伸率達(dá)到5％的LPO相增強Mg97Zn1Y2合金。進(jìn)一步研究表明如此高的強度主要來自于LPO相強化和細(xì)晶強化。有報道稱Mg-Ni-RE(RE=Y,Gd)合金中同樣存在LPO相，但相關(guān)研究內(nèi)容較少，不能證明LPO相的穩(wěn)定性，也不能確定LPO相的成分。準(zhǔn)確、可靠的Mg-Ni-RE(RE=Y，Gd)

2、系相圖信息，對于開發(fā)LPO鎂合金具有重要的指導(dǎo)意義，因此本論文將通過實驗方法，系統(tǒng)研究Mg-Ni-Y和Mg-Ni-Gd三元系富鎂區(qū)域的相平衡，建立Mg-Ni-Y和Mg-Ni-Gd三元系相圖，為LPO鎂合金成分設(shè)計提供切實可靠的理論依據(jù)。
　　本研究采用差熱分析、光學(xué)顯微分析、掃描電鏡分析、能譜成分分析、電子探針微區(qū)成分分析和X射線衍射結(jié)構(gòu)分析等實驗分析手段，對Mg-Ni-Y三元系富鎂區(qū)300、400和500℃的相平衡，以及Mg-N

3、i-Gd三元系富鎂區(qū)450和500℃的相平衡進(jìn)行分析和測定。具體的研究結(jié)果如下:
　　(1)在Mg-Ni-Y三元系中存在著穩(wěn)態(tài)的三元金屬間化合物X相，即LPO相，它與(Mg)構(gòu)成相平衡;X相具有較高的熱力學(xué)穩(wěn)定性，可以穩(wěn)態(tài)存在至500℃;Mg-Ni-Y三元系X相的成分范圍為3.42～5.85 at.％ Ni和3.82～11.50 at.％ Y;Mg-Ni-Y三元系中(Mg)+X兩相區(qū)為一狹窄的成分區(qū)域，過量的Ni得到Mg2Ni相，

4、過量的Y得到Mg24Y5相。
　　(2)確定了Mg-Ni-Y合金富鎂區(qū)300、400和500℃的等溫截面圖。Mg-Ni-Y合金300和400℃等溫截面圖中，富鎂區(qū)存在兩個三相平衡，即(Mg)+X+Mg2Ni和(Mg)+X+Mg24Y5構(gòu)成;而在500℃下存在(Mg)+X+Mg2Ni和(Mg)+X+L兩個三相平衡。
　　(3)結(jié)合掃描電鏡分析和DSC分析，根據(jù)所建立的Mg-Ni-Y三元系400℃和500℃的相平衡關(guān)系，確定Mg

5、-Ni-Y三元系在約492℃發(fā)生一個三元共晶反應(yīng)，即L→(Mg)+X+Mg2Ni。
　　(4)在Mg-Ni-Gd三元系中同樣存在著穩(wěn)定的三元金屬間化合物X相，它與(Mg)構(gòu)成相平衡;Mg-Ni-Gd三元系X相的成分范圍為3.68～5.34 at.％ Ni和5.67～8.68 at.％ Gd;實驗準(zhǔn)確測定了Mg-Ni-Gd三元相圖中(Mg)+X兩相區(qū)的成分范圍，過量的Ni得到Mg2Ni相，過量的Gd得到Mg5Gd相。
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