1、PDF外文：http:/ Pelcov J, Smola B, Stulkov I. Influence of processing technology on phase transformations in a rare-earth-containing MgZnZr alloyJ. Materials Science and Engineering: A, 2007, 462(1): 334-338. 中文 4135 字 含有稀有元素 MgZnZr的合金中 加工工艺对相变的影响 Jitka Pelcova , Bohumil Smola, Ivana Stulko
2、va 捷克人民共和国布拉格查尔斯大学的数学和物理教师 Ke Karlovu 5, CZ-121 16, 2005年 8月 30日 被一般承认，从 2005年 12月 13日开始校订， 2005年 12月 15日被接受。 摘要 我们 进行了一项调查，旨在研究退火对镁合金（镁 3%，锌 1%，钕 0.5%锆）在沉淀过程和显微结构的稳定性的作用，这种合金是在多种凝固条件形成的。该合金是在有或者没有后续挤出的情况下挤压铸造和喷雾成形的。在退火温度从 293变到783K的同时通过 相对电阻率的变化研究相变，对选定状态的显微结构在透射电镜技术显微镜下进行了详
3、细的分析。 1.介绍 因为他们具有特殊的属性，例如低密度，高强度，良好的机械加工性和实用性镁合金广泛应用于天空，航空，汽车或休闲工具。在稳定升高时因为他们适度的机械延展性，镁基合金的引用也是有限的。 通过使用现代加工工艺（合成物，快速凝固合金，加入纳米颗粒）或者使用非传统的合金元素，像稀土元素可以改良镁合金。 1通过减少生产必要的步骤，并且提高微观结构的细化，压制和宏观分离的属性的优势， 喷射成型，作为快速凝固的种加工工艺，是可能降 低生产成本的。 这种技术已经应用于含 镁 3%， 锌 1%， 钕 0.5%锆 的合金研究中。 锌通常作为一种合金元素加入商业镁合金中，
4、在过饱和的固体溶液分解过程中，镁锌合金的GP区和亚稳态的 MgZn, MgZn2, Mg2Zn3的沉淀物能够被观察到。 Zr元素能够细化晶粒尺寸，并且它还参与相的发展，这种相可以提高合金的抗拉强度和抗蠕变性能。 大多数 Mg-Zr合金含稀土元素 ,如铈 ,钕和 镧系 元素， 由于晶界网络的形成相对 低的共溶性他们能与镁形成 共晶系统并且提高合金的铸造性能。 连续合金的开发能够使 以 Mg-Zr为基体的合金的机械加工性能得 到很大的改善 2. 高温性能的重大的改进使近来许多的合金能够在高达 537K的温度下使用而先前的 MgZr合金 使用温度才 423K3,4.Mg-Zn-Zr合金 (被 称为
5、ZK合金 )被广泛用于商业因为他们的强度高 ,良好的可塑性和耐腐蚀性 5. 由于包含的稀土粒子的形成 ， Luo et al发现了在 MgZnZrRE合金的锻造过程中 ， 稀土元素具有强化效应，在合金挤出的过程中 它们能够抑制 抑制的动态再结晶 。 6. 在 中 加入 3 wt.% 的 Nd能够有效地提高合金的 在更高温度下的 屈服强度 和极限拉伸强度 ， 最终导致晶粒 细化并且有 Mg12Nd 相的形成。 如果冷切速率足够高，在 MgZnRE(Zr)合金中能够形成准晶体 7 Luo et al最先报道了在含锌和钇的镁合金中 MgZnY二十面体的准晶 相 是 呈 五重对称分布的。
6、从这时起， Niikura et al. 8 和 Tsai et al. 9已经用稀有元素 Y , Nd, Sm, Dy, Gd, Tb, Ho and Er合成了一个 二十面体的 准晶体家族。 图表 1 合金成分： Mg-3 wt.% Zn-1 wt.% Nd-0.5 wt.% Zr（名义成分） Alloy Zn wt.% REa wt.% Zr wt.% Mg wt.% 挤压铸造和挤压材料 4.19 0.98 0.58 94.25 喷射成形材料 3.41 1.19 0.38 95.02 喷射成形挤压材料 3.08 0.91 0.32 95.6
7、9 稀土元素包含 Nd和少量的 Y 由于晶界的稳定性 ,更高的耐腐蚀和延展性等，准晶体的存在能够提高合金的机械加工性能，如更高的硬度，更高的热稳定性。 在这篇论文提到的工作中，退火温度达到 783K的同时，通过相对电阻率的变化我们研究了 Mg-3 wt.%Zn-1 wt.% Nd-0.5 wt.% Zr合金的 相变，对选定状态的显微结构在透射电镜技术显微镜下进行了详细的分析。 2.实验细节 在温度线性增加的过程中我们用电阻仔细研究了显微结构的发展与相变。阻值测量的结果与微观硬度的测量结果一样，这些显微硬度也是用阻值测 量 的方法测定的。 分析 利用透射电镜 (TEM)对
8、物质的选定的状态进行了微观结构的分析 。 含Mg-3 wt.% Zn-1 wt.% Nd-0.5 wt.% Zr的合金 是在有或者没有后续挤出的情况下挤压铸造和喷射成形的。 熔体在喷射的过程中的温度是 1013K，过程气体为 Ar + 1 vol.%O2。挤压铸造是在 Ar + 1%SF6的保护氛围中进行的。 以 50:1降低温度在573K温度下进行一个小时的预热在 623K的温度下推出。 所研究的合金在成分在图表 1中列出。 等温退火时相对电阻率的变化取决于在 293783K之间温度以 30 K/30 min的变化。每次退火后淬火于液氮中使退火温度达到 513K并且在室温下淬火于水中得到 更
9、高 的退火温度。 在 513K温度下油浴和在更高的温度下 处于 氩保护气氛的熔炉进行热处理。每一 次加热之后 在电阻率的测量中使用 以首写字母为H形状这四个接触标本。 在一个虚 拟的标本系列中 相对电阻率的变化 _ / 是通过直流四分法精确到了 410 图表 2 所研究合金的测量与计算密度 合金的测量密度 kg/m3 合金的计算密度 kg/m3 挤压铸造和挤压材料 1828 5 1819 喷射成形材料 1598 3 1813 喷射成形挤压材料 l 1813 5 1803 电流换向抑制附加的温差电动势效应。 在材料选定的状态下 电阻率的价值也是在293K进行
10、测量的用以来获取材料的剩余电阻率， RRR= (293 K)/ (77 K)， 这不依赖于样本的形式，也不需增加材料的纯度。电阻率的测量反映了机械属性的热稳定性和微观机构的发展， 微观硬度 HV0.1的变化 (维氏硬度 0.1 kg的负载 )的测量也是在这种处理下进行的 用 透射电镜、电子衍射 (ED)和 x射线显微分析仪(EDX)来确定 沉淀相的结构和形态特征 （使用一个 JEOL JEM 2000FX电子显微镜和一个链接 10000微量分析仪） 跟那些测量电阻率和硬度的样本制备一样， 透射电镜 样 本 也是由 等时 退火过程 制备的。 3.结果与讨论 注射成形的合金晶粒尺寸一般为 1 m物质的标准密度跟计算密度在表 2中列出。注射成形材料的标准密度和计算密度的巨大差别表明，材料内具有很多孔（大约 12 vol.%），这表明材料有很大的脆性。 图表 3总结了材料在指定热处理状态下 RRR参数的测量值和在精制状态下 的 维氏 硬度。 注射成形合金的最低硬度测量值和 RRR 参数也支持空点的存在。对于在开始阶段两种挤出的合金 挤压铸造
