《表3 Mg-Zn-Sn合金晶内与晶界上Zn、Sn含量》

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《w(Zn)/w(Sn)对铸态Mg-Zn-Sn合金组织及性能的影响》

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Mg、Zn、Sn原子半径分别为0.16、0.134、0.172nm，Mg、Sn的原子半径相近，易形成置换固溶体。Mg、Zn原子半径相差较大，且溶质和溶剂原子半径比大于0.59，因此也能形成置换固溶体[11]。但Zn、Sn在Mg中的固溶度不同，根据Mg-Zn及Mg-Sn二元相图可知，340℃时，Zn在Mg中的最大固溶度为6.2%，561℃时，Sn在Mg中的最大固溶度为14.48%。随着温度降低，Zn、Sn在Mg中的固溶度下降[12]。采用EDS对图3a～图3d中晶内黑色部分以及晶界上灰色部分进行了成分分析，结果见表3。可以看出，Zn、Sn在晶内固溶量明显小于晶界，随着w(Zn）/w(Sn）增加，无论是晶内还是晶界上的Zn含量都增加，而Sn含量都降低，特别是当w(Zn）/w(Sn）≤3/5时，w(Zn）/w(Sn）对Zn、Sn在基体中的固溶量影响最大。当w(Zn）/w(Sn）由1/7增加到3/5时，晶内Zn含量由0.27%增加到1.03%，Sn含量由2.83%降低到1.87%。晶界上的Zn含量由1.59%增加到4.47%，Sn含量由9.37%降低到7.42%。由于Zn比Sn的原子半径小，其固溶强化效果大于Sn，故随着w(Zn）/w(Sn）增加，合金的强度明显增加[13]。当w(Zn）/w(Sn）为7/1时，铸态组织中出现了一定数量的共晶组织，片状共晶α-Mg+MgZn分布在晶界上，使合金的强度及韧性均下降。