{首页主词},&

《Acta Materialia》：揭示超輕高強鎂合金的相變過程！

2022-08-09 15:39:23 作者：材料科學與工程來源：材料科學與工程分享至：

近日，研究人員報道了一種體心立方（BCC）結構的輕質高強鎂合金LA113: Mg-11Li-3Al (wt.%) 。該合金在350 °C溫度下均勻化處理后并水淬，其強度可迅速達到峰值。研究表明，水冷過程中合金元素之間調幅分解形成了有序相，從而導致了該合金的大幅強化（Xin et al., Science Advances 2021, 7, eabf3039）。此外后續時效處理還可形成與基體半共格的D03-Mg3Al（θ）相，從而使該合金進一步強化（Tang et al., Nature Communications 2019, 10, 1003）。然而，不同于傳統的面心立方（HCP）結構鎂合金，BCC體系鎂合金時效過程中的相變順序及其相應的轉變溫度仍不明確，進而限制了該類型合金的熱處理制度的設計與制定。

針對該問題，澳大利亞新南威爾士大學辛同正博士、Michael Ferry教授，與中北大學趙宇宏教授，南京理工大學唐頌副教授等人合作，通過原位同步XRD研究了鎂合金在不同溫度下等溫時效的相變過程，通過TEM、SEM、第一性原理計算和相場模擬研究了不同析出相的形貌和演化過程，同時還研究了各個相變過程對合金力學性能的影響，從而為制定合金熱處理制度提供了理論和實驗依據。該工作以題目為“Phase Transformations in an Ultralight BCC Mg Alloy during Anisothermal Aging”發表在《Acta Materialia》。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118248

該項研究工作通過真空熔煉制備了LA113合金鑄錠，把鑄錠升溫到不同溫度后等溫時效，通過原位同步XRD鑒定分析了LA113合金在各個時效溫度下的各種相結構，包括β基體、α-Mg、Al2Y、Mg3Al和AlLi相。其中θ相Mg3Al與β基體具有一定的共格關系：<100>β?//?<100>θ，110β?//110θ，從而對合金力學性能起主要強化作用。TEM-EDS表明AlLi相具有核殼結構：內核富鎂貧鋁，殼層富鋁貧鎂。AlLi相將前期生成的θ 相作為形核質點形核并長大。最終確定了BCC結構LA113系列Mg合金在在不同溫度下等溫時效過程中的相變演化次序為：β固溶體→富Al團簇相（調幅分解產物，低溫）→Mg3Al (θ) 相（中溫）→ AlLi相（高溫）。