《表5 图2 (a) ～ (d) 中第二相的能谱检测结果》

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《Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响》

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为了明确非平衡共晶相的种类，对合金中存在的第二相（图2）进行EDS能谱检测，对应的检测结果见表5。分析可知，四种合金铸态组织主要有α-Al基体、粗大的低熔点非平衡共晶相（富Cu相、富Fe相）及凝固过程中析出的Mg Zn2相。因为在熔铸过程中，不可避免地会带入少量的Fe元素，与Al、Cu元素形成粗大的初生富Fe相。对于非平衡共晶相来说，主要为在晶界处大量存在的网状和椭圆状的灰色Al ZnMgCu四元相（图2中的A1、A3、B1、C1、D1），及少量附着在晶界处非平衡共晶组织上的白色粗大Al2Cu相（图2中的A2、B2、C2、D2）、富Fe相（图2中的A4、D3）；在非平衡共晶组织周围析出大量细小的针状物Mg Zn2（图2中的C3）。与JmatPro热力学相图计算结果相比，发现合金非平衡凝固后没有出现S（Al2CuMg）相，而出现了Al2Cu相、T（AlZnMgCu）相，这是因为S相极易吸收Cu原子形成Al2Cu相，同时将Mg原子推向低Cu的一边形成T相，这就演变出铸态组织中Al2Cu相和T相紧密结合在一起的现象。由于JmatPro热力学相图计算软件只能计算平衡状态下合金的组织构成，因而与实际的非平衡凝固组织有所差异，但可以推测合金中含有富Cu相，具有一定的理论指导意义。同时，对合金4铸态组织做面扫描分析，Al、Zn、Mg、Cu元素面分布结果如图3所示。从图可以清晰地看出，Zn、Mg和Cu元素在枝晶边界和晶界处聚集，使铸锭存在严重的成分偏析和组织偏析，而晶内Zn和Mg元素分布较为均匀。这是因为Al-Zn-Mg-Cu铝合金的合金化程度高，Zn、Mg和Cu元素的溶质分配系数k