透射电镜(TEM)下观察到Mg-Y-Cu挤压合金LPSO相的显微结构和屈服现象

桃气十足失效分析 2023-09-01 11:50:33 433阅读 举报



论文链接

https://doi.org/10.1016/j.jre.2022.01.011


论文要点




01

首次报道了挤压型Mg-6.8Y-2.5Cu合金的屈服现象,并研究了相应的微观结构。该铸造合金主要由α-Mg、18R长周期堆积顺序(LPSO)相、共晶相(Mg20Cu4Y1)和Mg2Cu相组成;




02

 屈服现象与位错增殖和可移动的位错与溶质原子之间的相互作用有关;




03

 一些18R LPSO相在均质化过程中被转化为14H LPSO相。挤压后,由于动态再结晶(DRX)的发生,均质化合金的晶粒尺寸(∼103.76 μm)被细化为∼3.69 μm。同时,第二相被明显压碎,并沿挤压方向形成挤压带;




04

测试曲线表明,屈服强度和极限拉伸强度增加,而伸长率随着应变率的增加而降低。屈服现象的产生并随应变率的变化而变化。


本文做透射电镜(TEM) 测试

测试目的如下:



为了进一步了解挤压合金中典型沉淀相的结构





看图说话


图1

挤压的Mg-6.8Y-2.5Cu合金中的片状(A区)、条状(B区)

和颗粒状(C区)相的TEM明场图像(a)、高分辨率图像

和选定区域电子衍射(SAED)图案。


图2

挤压的Mg-6.8Y-2.5Cu合金的TEM图像。

(a)包含被沉淀物包围的细小晶粒的微观结构;

(b)包含颗粒和靠近细小DRX晶粒的位错的微观结构;

(c)颗粒的高倍显微照片。


图3

挤压的Mg-6.84Y-2.45Cu合金

在1×10-3 s-1的应变下屈服后的TEM图像。

含有典型Mg2Cu相(a)、18R LPSO相(c)

和14H LPSO+SFs(d)的细晶粒的显微结构。

图片(b)是(a)中橙色矩形区域的高倍显微照片。









透射电镜(TEM)测试结果主要表明







挤压合金:


① 沉淀相主要由具有一定弯曲角度的片状扭带(颗粒A)、细条相(颗粒B)和不规则颗粒(颗粒C)组成;


② :颗粒A具有18R LPSO结构——在(0000)Mg和(0002)Mg之间存在5个衍射点,同理,颗粒B为 14H LPSO结构,颗粒C为Mg2Cu—标定FFT可知;


③ :单个晶粒内部出现大量位错,其中包含少量可移动位错


④ :LPSO相以及Mg2Cu与位错相互作用为后续屈服平台形成提供了必要条件。


屈服后挤压合金:


① :α-Mg晶界周围出现大量位错;


② :18R与14H LPSO结构分别出现了堆垛层错(SFs),且同一区域观察到位错,LPSO、SFs进一步阻碍了位错运动。



Mg-RE合金透射电镜(TEM)

知识拓展(LPSO相)




TEM样品制备方面:


常规制样即可,优先选择离子减薄法

Gatan 695离子减薄参数(建议)





TEM表征方面:


明场像(BF,必选项目)——

使用透射电子束成像,观察分析试样微观形貌组成。


低指数选区电子衍射花样(SAED,必选项目)——

实现晶体样品的形貌特征与晶体学信息的原位分析。


低指数高分辨像(HRTEM,必选项目——

实现物相确认、晶体方向判定、界面取向关系分析等。





TEM数据分析方面:


衍射标定——从电子衍射或FFT确定

个物相以及对应取向关系。



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作者:桃气十足
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