《表3 C15粒子上孪晶与LPSO结构相的EDS能谱分析》

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《喷射沉积含Nd镁合金挤压坯中第二相孪生与LPSO结构相形成》


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结合前期研究[9]可知,当镁合金的合金成分Ca含量(质量分数)由6%提升至9%时,C15粒子上的LPSO结构相发生了由24R到6H的转变。形成不同LPSO结构所需要的层错能是有差异的,根据LPSO结构相的堆垛类型及形成所需层错能可将LPSO结构相分为表2所示的I1和I2两类,由表2可知形成6H型所需层错能(stacking fault energy,SFE)明显低于24R型[24]。固溶在C15粒子内Nd含量越高层错能越低,且由表3中孪晶、6H和24R的EDS能谱[9]可知,6H内Nd含量明显高于24R。C15粒子内Nd含量存在差异的主要原因是元素间的结合能力受元素之间电负性差影响,且结合能力与“电负性差”成正比[5]。由于Al/Ca间“电负性差”(0.5)大于Al/Nd之间“电负性差”(0.36)导致Al与Ca更易结合,且表3中C15粒子内Nd含量随Ca含量增加而不断降低。因此,提高镁合金内Ca含量会使Ca与Al的结合率升高从而导致固溶在C15粒子内的Nd含量降低。当未溶入Al2Ca内的Nd偏聚于晶界或尺寸细小(100 nm)的Al2Ca(如图3a)周围时,这些Nd在热挤压变形过程中借助Al2Ca周围的位错缠结区(图2b)并通过短程扩散进入尺寸较小的Al2Ca内,由于细小Al2Ca较短的位错滑移程加速了这一扩散过程,从而在C15粒子上形成高Nd含量的6H-LPSO结构相。