论文部分内容阅读
Mg-Zn-RE(Ce, La, Nd)系是极具开发潜力的高强耐热镁合金的基础系统之一。但该系的相图信息匮乏,阻碍了其合金化的进程。正确可靠的Mg-Zn-RE(Ce, La, Nd)系相图信息,对于开发高强、耐热镁合金具有重要的指导意义。尽管目前相图计算技术已经日趋成熟,但该技术必须以实验测定的数据为基础。因此本论文采用合金法及扩散偶法,测定了在不同温度下各系统富镁成分区的相平衡关系,得出各温度下等温截面相图,也为相图的计算积累了可靠数据。本论文采用合金法及扩散偶法获得相平衡状态,利用电子探针微区成分分析和X射线衍射,透射电镜等方法研究了各系统400、350、300、200及150℃时富镁成分区的等温截面相图,分析了不同温度下各系统的相平衡成分、相结构及相平衡关系。 通过实验研究,确定了在150~400℃的范围内,Mg-Zn-Ce系富镁角存在一个线性化合物T相-(Mg,Zn)11.5Ce,T相中Zn含量的范围为10~43%。在此成分范围内,T相与Mg基固溶体存在两相平衡关系。T相具有C心正交结构,其晶格参数为a=0.96~1.04nm,b=1.115~1.166nm,c=0.94~1.03nm。随着T相中Zn含量的增加,其晶格参数变小。 确定了400℃时,Mg-Zn-Ce系富镁角等温截面相图的2个两相区及4个三相区。两相区为:Mg+T及Mg+Mg12Ce;三相区为:Mg+Mg12Ce+T、Mg+Liquid+T、Liquid+T+T1及Liquid+T1+Mg2Zn3。得出了Mg-Zn-Ce系在150~400℃区间内,Mg+T、Mg+Mg12Ce两相区及Mg+Mg12Ce+T三相区是稳定存在的;除此之外,在350℃以下还存在Mg+T+MgZn三相区,MgZn中含有0~1.2%Ce。 通过对Mg-Zn-La系富镁角的研究得出,在400℃以下温度,该系存在一个线性化合物T相。T相的La含量约为8%,而Zn含量的范围为11~43%。其余为Mg,其通式为(Mg,Zn)11.5La。在此成分范围内T相与Mg基固溶体存在两相平衡关系,其晶体结构为体心正交,其晶格参数为a=0.96~1.020nm,b=1.12~1.166nm,c=0.940~1.00nm。随着T相中Zn含量的增加,其晶格参数变小。 另外还得出Mg-Zn-La系富镁角等温截面相图400℃时存在1个T-(Mg,Zn)11.5La相的单相区;3个两相区:Mg+T、Mg+Mg12La及Mg12La+T;2个三相区:Mg+Mg12La+T、Mg+Liquid+T。在150~400℃之间两相区Mg+T、 Mg+Mg12La及Mg12La+T是稳定存在的;Mg+Mg12La+T三相区也稳定存在。除此之外150~350℃之间存在Mg+T+MgZn三相区。 通过分析得出Mg-Zn-Nd系存在一个六方结构的T1相,其Zn含量的变化范围为58~64%, Nd含量的变化范围在6.3~8.4%,Mg含量的变化范围为25~33%,其晶格参数为a=b=1.47nm, c=0.87nm。确定了该系存在一个线性三元化合物T2相,其化学通式为(MgxZn1-x)11.5Nd,x=0.55~0.71。T2相为C心正交结构;其晶格参数范围为a=0.96~0.982nm, b=1.11~1.132nm, c=0.95~0.972nm;T2相的晶格参数随着Zn含量的增加而减小。确定了T3相的化学通式为(Mg,Zn)3Nd,其中Zn的变化范围为20~49%,T3相为面心立方结构,其晶格参数为a=b=c=0.68~0.72nm。 确定了400℃时Mg-Zn-Nd系相图富镁角存在7个两相区:Mg+Mg12Nd、 Mg12Nd+T3、Mg+T3、 T2+T3、 T2+T4、 Mg+T1及Mg+T2;8个三相区:Mg12Nd+T3+T5、 Mg+T3+Mg12Nd、Mg+T3+T2、T2+T3+T4、T2+T4+T1、Mg+T1+T2、Mg+T1+L、L+T1+Mg2Zn3。 150~400℃之间Mg-Zn-Nd系相图富镁角的两相区:Mg+Mg12Nd、Mg12Nd+T3、Mg+T3、T2+T3、T2+T4、Mg+T1及Mg+T2是稳定的;三相区:Mg12Nd+T3+T5、Mg+T3+Mg12Nd、Mg+T3+T2、T2+T3+T4、T2+T4+T1、Mg+T1+T2也是稳定的。除此之外,在350℃还存在Mg+T1+L及L+T1+MgZn三相区;而在300、200及150℃存在的三相区则为Mg+T1+MgZn。