《表3 第二相EDS分析结果(原子数分数,%)》

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《不同功率下激光重熔对Mg-Zn-Y-Zr合金性能的影响研究》


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图5为不同功率下重熔细晶区SEM形貌图以及EDS测试位置图。可以看出,在激光重熔的实验条件下,实验合金发生快冷导致了非平衡相变,产生了离异共晶,因此共晶组织特点不是很明显,第二相被留在了枝晶间。由图4和图5的SEM形貌图可以分析组织与形貌的产生原因:800 W功率重熔处理下热输入相对较低,散热速度大于高功率重熔下的合金,散热快导致过冷度较大,形核率得到提升,晶粒生长时间较短,散热的方向性相对稳定而且特征性较强,故产生了细小的生长方向较均一的柱状树枝晶。由于热输入较低,在α-Mg基体中产生过饱和固溶体的机会较小,晶界处原子排列较为杂乱且疏松,第二相易于在枝晶间富集并析出,故呈现出沿枝晶间呈连续网状析出的形态特征,如图5(a)所示。而随着功率的提升,在1000 W的热功率作用下,可以明显看到,除了枝晶间,在枝晶干上也有少量的第二相分布如图5(b)所示的D区域。这是因为在较高功率下Zn、Y与Mg形成过饱和固溶体的机会较大,在合金液中存在着元素起伏,虽然钇相对于锌在镁基体中更易于固溶,但是由于锌对钇有固溶抑制的作用,导致锌原子置换了大量的枝晶干中的镁原子,在一些微区内满足准晶相的元素组成,在足够的热力学驱动力下,这些微区可以直接从液相中形成准晶相I。在1200 W,2000 W的功率作用下,可以看到,枝晶间的第二相逐渐减少,呈断续分布,枝晶干的第二相明显增多且2000 W下的同一枝晶干上的白色絮/点状明显多于1200 W,如图5(c)、(d)所示。根据XRD结果进行分析,在激光重熔的快冷快热作用下,功率越高,形成过饱和固溶体的几率越大,经过一定时间的时效,第二相的析出就越多,而这也导致了枝晶间的Zn、Y含量下降,所以晶界处的第二相呈断续分布。表3是在图5所标注位置进行EDS打点测试求得的各原子占比的平均值以及Zn与Y的比例。根据表3和XRD结果可以推断,以上处理过的合金枝晶间分布的第二相主要为I-Mg3YZn6,也有少量的W-Mg3Y2Zn3,枝晶干中弥散的白色絮/点状的第二相则为I-Mg3YZn6。