长周期有序堆垛相(LPSO)的研究现状及在镁合金中的作用

论文摘要

镁合金由于具有较高的比强度、比刚度以及良好的成形性和切屑加工性等优点,在航空航天、交通以及电子产品等领域获得了广泛的应用。但是由于镁合金的绝对强度较低,使其在结构件的应用上受到了一定的限制。近年来,采用稀土元素来提高镁合金的强度已成为镁合金研究领域的热点,尤其是Mg-Zn-Y镁合金。由于m（Y）/m（Zn）比的变化,Mg-Zn-Y中的强化相也逐渐产生变化,当m（Y）/m（Zn）>1时,在Mg-Zn-Y合金中出现与镁合金基体完全共格、但富含Y、Zn元素的结构及化学成分均有序的长周期堆垛有序相（LPSO）。相比于其他第二相,LPSO相具有高硬度、良好的热稳定性、良好的阻尼性能、高抗蠕变性能、高弹性模量等特点,因此,这种新型结构强化相在镁合金中对其力学性能的影响引起了研究人员的广泛关注,成为目前镁合金强韧化的研究热点。近几年的研究多是通过快速凝固粉末冶金、铜模铸造、溶体甩带等不同的铸造方法制备出含LPSO相的镁合金,并通过改变溶质原子种类、含量及比例的方法来探究LPSO相对镁合金性能的影响,之后通过热处理、挤压和轧制等加工工艺对LPSO相的数量、尺寸和分布进行调控,进而提高镁合金的性能。而有关LPSO相的微观结构,如LPSO相结构中各原子的排列方式和具体位置等,通过第一性原理计算模拟、选区电子衍射（SADP）、高分辨率透射（HRTEM）及高角环形暗场像扫描电子显微镜（HAADF-STEM）等方法进行研究,已经建立了一个比较完善的LPSO相结构模型。同时,近几年对镁合金凝固和变形过程LPSO相结构中原子的运动研究也有了突破性的进展。在21世纪初,有研究人员通过快速凝固和热挤压的方法制备出的Mg97Zn1Y2（原子分数）合金的屈服强度和延伸率分别达到了610 MPa和5%,这些优异的力学性能归因于纳米级的LPSO相。本文综述了镁合金中LPSO相的形成机制、类型及其含LPSO相的合金体系,并对LPSO相的结构堆垛有序和化学成分有序进行了详尽的叙述,同时分析了LPSO相提高镁合金强度、塑性、抗蠕变性及高阻尼性能的机理;阐述了含LPSO相镁合金的制备工艺对其性能产生的影响;最后对含LPSO相镁合金的发展方向进行了展望。

论文目录

• 0 引言
• 1 LPSO相的形成条件及含LPSO相的合金 体系
•   1.1 LPSO相的类型及结构
•   1.2 LPSO相的化学有序
• 2 LPSO相的增强增韧机理
• 3 制备工艺对含LPSO相镁合金性能的影响
• 4 结语与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李响,毛萍莉,王峰,王志,刘正,周乐

关键词: 镁合金,力学性能,强韧化机理

来源: 材料导报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 金属学及金属工艺,机械工业

单位: 沈阳工业大学材料科学与工程学院

基金: 2017年沈阳市科技计划项目(17-9-6-00)~~

分类号: TG146.22

页码: 1182-1189

总页数: 8

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