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中文 2783 字 出处： Zhu Y H, Hernandez R M, Banos L. Phase decomposition in extruded Zn-Al based alloy[J]. Journal of materials science, 1999, 34(15): 3653-3658. 锌铝合金受挤压后相位分解的弥散分布 Y. H. ZHU , R . M . HERNANDEZ, L.BANOS 采用 x射线衍射和扫描电子显微镜技术为基础预测锌铝系合金挤压后老化的特性。挤压合金由富含 α相的铝及富含 η0相和 ε相的锌组成。 共析锌铝合金为原铸造球墨铸铁件在 250℃ 受挤压析出。过饱和的 fis0a相和 fls0相在挤压阶段都会分解出来，呈现出清晰的粗糙的板层状结构。 η0相和 ε相粒子在原枝晶间区域形成。在 140-170℃ 老化期间，发现两种富含锌的 ηE相和 ε相连续地分解。 η0相的分解以不连续地沉淀形式发生在老化的初期阶段， ε相的分解以持续的老化形式发生在四相之间的转变过程中： α + ε → T 0 + η 。这两种富含锌的 η0相和 ε相分解后，在散射扫描电子显微镜下呈现出典型的组织形态是独特的。 1.摘要 合金材料在形成和作用的过程中受各种外部压力 。对大部分合金材料应力诱导相变和微观结构变化的研究有重要的意义。受挤压的锌铝合金分解出富含锌的亚稳态 结构 相，由于其相关的空间稳定性因而成为最近很受关注的话题 [1-3]。 在210-290℃ 挤压锌铝合金 （ Zn76%Al22%Cu2%） ，富锌相 ηE以亚稳态结构形成并分解。可以观察到一些分解的亚稳态结构相 ηE在空间产生收缩的物质，另一些富锌的亚稳态结构相在持续的分解过程中产生膨胀的物质。 本文对在恒温下锌铝基体合金挤压后分解出的亚稳态结构相 ηE和 ε做了详细的研究。 2.实验过程 将锌铝合金材料浇注成直径 178毫米的圆柱形铸件，在不断加热至 250℃ 后挤压成直径 20毫米的圆柱形条状试样。这种挤压合金试样已经预先在室温下保存至少 2年以上。 在 140℃ 和 170℃ 下分别保温后取出试样，采用 x射线衍射仪 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和微观 (电子探针 )技术 识别并研究分解相在老化构成中相关的微观结构变化。 选用一台 x射线衍射仪 ，用镀镍的 CuKα辐射 在平坦的 试样上，在 35度至 47度之间以 每分钟 1度的速度扫描，从而获取典型 x射线 衍射峰值的位置。 使用还有反向散射片的扫描电镜进行扫描，将接收到的原子进行编号与标准金相作比较。 3.结果与讨论 3.1富锌相 ηE和 ε的分解 在保持恒温前观察挤压锌铝合金形成的富铝相 α及富锌相 ηE和 ε，如图所示 x射线衍射图谱，预测出锌铝合金分别在 140℃ 和 170℃ 时不同挤压老化阶段的弥散分布 。 （如图 1和 2）在 250℃ 挤压阶段分解得到过饱和的富铝相 αs和富锌相 βs，在反向散射扫描电子显微镜下呈现出清晰的粗糙的层状结构。（如图 3） ηE相和ε相粒子形成在原始铸造球墨铸铁枝晶区，且弥散分布于锌铝合金中。 图 1 在 170℃ 时锌铝系合金球墨铸铁件共析体不同时间的 x射线 衍射图普 图 2 在 140℃ 时锌铝系合金球墨铸铁件共析体不同时间的 x射线 衍射图普 可以注意到在挤压锌铝合金后得到的富锌相 ηE晶体平面间隙是 0.2437纳米，因此老化前 2θ=36.8度。在 170℃ 时，在老化处理十分钟后，富锌相 ηE（ 0002）衍射曲线的峰值相位偏移到 2θ角度以下，同时晶体平面相位间距相应的增加到0.2445纳米。随后（ 0002）衍射峰值进一步的转移增加到 0.2446纳米。据报道，富锌相 ηE（ 0002）衍射曲线的峰值的改变同时出现在合金的拉伸变形和蠕变变形阶段 [4–7]。这是富锌相 ηE分解时的一种特性。据介绍，富锌相 ηE相位分解为三相，即 ηE→η+α+T [2]。富锌相 ηE的分解发生在老化处理的早期阶段，随后富铝相ε在持续的老化处理过程中分解。如图所示图 1中，在 170℃ 老化处理 3小时后衍射强度从 (101ˉ0)和（ 0002）相面减小。随着老化时间的延长 ε相的强度进一步下降，而衍射相位 T的亮度从（ 110）（ 433）晶体层增强了。 在 170℃ 老化处理 113小时后， ε相的 x射线衍射波峰相位消失了，而 T相的相位较明显 。 ε相的 x射线衍射相对强度和 T阶段的变化关系如图 4a（这里的 t是老化时间）。研究表明 ε相的分解发生在四相转变过程中，即 α+ε→T+η, 在长期的老化阶段，外部压力也可以使其分解 [3–11]。