利用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）和X射線衍射儀（XRD）研究了Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鑄態(tài)組織和等溫?zé)崽幚砗蠓侵ЫM織的演變規(guī)律。結(jié)果表明:Mg-6Zn合金的鑄態(tài)組織主要由α-Mg和MgZn₂相組成;Mg-6Zn-5Al合金鑄態(tài)組織主要由α-Mg、Mg₂Zn₃、Mg₁₇Al₁₂和Mg₃₂（Al,Zn）₄₉相組成,其共晶組織形貌演變成粗大連續(xù),且晶內(nèi)顆粒狀的第二相粒子數(shù)量增加。Mg-6Zn-5Al合金經(jīng)600℃保溫30 min后獲得了細小圓整、均勻分布的近球狀顆粒,其平均尺寸和圓整度分別為75μm和1.09。非枝晶組織演變的主要機制包括共晶組織熔化,溶質(zhì)原子擴散,枝晶組織的粗化、分離、球化和顆粒的合并與長大。5%Al合金化促進了Mg-6Zn合金的非枝晶組織演變,主要歸于合金化使鑄態(tài)組織中析出了亞晶界,其為溶質(zhì)原子的擴散提供便捷通道和潤濕驅(qū)動力,同時降低了體系的總自由能和異質(zhì)形核功,使合金在成分起伏和... 

【文章來源】：材料熱處理學(xué)報. 2020,41(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

模具、坯錠和實驗試樣

圖1 模具、坯錠和實驗試樣圖3為鑄態(tài)Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金的OM組織。如圖3所示,合金的顯微組織都呈典型的非平衡凝固枝晶結(jié)構(gòu),主要由呈白色α-Mg固溶體和沿晶界呈黑色半連續(xù)或連續(xù)網(wǎng)狀及晶內(nèi)孤立彌散的共晶化合物組成。如圖3(b)所示,添加5% Al后,相比基體合金,α-Mg晶粒內(nèi)顆粒狀的第二相粒子數(shù)量增加。此外,晶界處黑色的共晶相粗化增多,且晶粒趨于細化。這是由于一定量Al的加入使得非平衡結(jié)晶下溶質(zhì)原子富集在枝晶根部,最終形成了偏聚于晶界及枝晶臂間更多的共晶相。另外,Al的加入,使之與Mg 和 Zn 發(fā)生反應(yīng),形成的Mg2Zn3、Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49新物相在晶界析出,抑制了液相溶質(zhì)原子向固相中的擴散,阻礙二次枝晶的長大,進而實現(xiàn)細化晶粒。

圖3為鑄態(tài)Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金的OM組織。如圖3所示,合金的顯微組織都呈典型的非平衡凝固枝晶結(jié)構(gòu),主要由呈白色α-Mg固溶體和沿晶界呈黑色半連續(xù)或連續(xù)網(wǎng)狀及晶內(nèi)孤立彌散的共晶化合物組成。如圖3(b)所示,添加5% Al后,相比基體合金,α-Mg晶粒內(nèi)顆粒狀的第二相粒子數(shù)量增加。此外,晶界處黑色的共晶相粗化增多,且晶粒趨于細化。這是由于一定量Al的加入使得非平衡結(jié)晶下溶質(zhì)原子富集在枝晶根部,最終形成了偏聚于晶界及枝晶臂間更多的共晶相。另外,Al的加入,使之與Mg 和 Zn 發(fā)生反應(yīng),形成的Mg2Zn3、Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49新物相在晶界析出,抑制了液相溶質(zhì)原子向固相中的擴散,阻礙二次枝晶的長大,進而實現(xiàn)細化晶粒。2.2 熱處理對顯微組織的影響


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