合金元素对Laves相MgCu_2力学性能的影响.docxVIP

合金元素对 Ｌａｖｅｓ相 ＭｇＣｕ２力学性能的影响周琦，张志毛，胡永辉，贾建刚，侯俊燕（兰州理工大学 材料科学与工程学院 ，甘 肃 兰 州７３００５０）摘 要 ：在 Ｌａｖｅｓ相 ＭｇＣｕ２ 中添加合金元素 Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｉ，采 用 机 械 活 化 ＋ 热 压 烧 结 制 备 ＭｇＣｕ２ 基 合 金 ，并 对 热 压 产 物进行物相和力学性能分析 ．结 果 表 明 ：添 加 Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｉ后 ，合金的主相仍为 Ｃ１５ 结 构 的 Ｌａｖｅｓ相 ，晶体结构并未改变 ． ＭｇＣｕ２ 的室温变形能力及显微硬度 、抗 压 强 度 、抗 弯 强 度 增 加 ；合金元素可替代 ＭｇＣｕ２ 中 的 Ｃｕ 原 子 ，减 少 变 形 阻力 ，表现出增塑作用 ．此 外 ，合 金 元 素 Ａｌ和 Ｎｉ可 降 低 ＭｇＣｕ２ 的 电 子 浓 度 ，使 位 错 运 动 Ｐｅｉｅｒｌｓ力 减 小 ，增 加 合 金 的 塑 性 ．关 键 词 ：Ｌａｖｅｓ相 ；ＭｇＣｕ２ ；热 压 烧 结 ；力 学 性 能 ；塑 性中 图 分 类 号 ：ＴＧ１４６文 献 标 识 码 ：ＡＩｍｐａｃｔｏｆｔｈｉｒｄａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭｇＣｕ２ ｗｉｔｈＬａｖｅｓｐｈａｓｅＺＨＯＵ Ｑｉ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｍａｏ，ＨＵ Ｙｏｎｇ－ｈｕｉ，ＪＩＡＪｉａｎ－ｇａｎｇ，ＨＯＵＪｕｎ－ｙａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＭｇＣｕ２－ｂａｓｅａｌｌｏｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｓｉｎｔｅｒｉｎｇａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇｔｈｉｒｄｅｌｅｍｅｎｔｓＡｌ，ＮｉａｎｄＳｉ．Ｔｈｅｐｈａｓｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇｔｈｅｔｈｉｒｄｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｍａｉｎｐｈａｓｅｗａｓｓｔｉｌｌ ｔｈｅＬａｖｅｓｐｈａｓｅ ｗｉｔｈ Ｃ１５ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓｎｏｔｃｈａｎｇｅｄ，ａｎｄｉｔｓｄｅｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙａｔ ｒｏｏｍ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｏｕｌｄｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｂｅｃａｍｅｌａｒｇｅｒｄｕｅｔｏｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｆｏｒａｔｏｍ Ｃｕｉｎ ＭｇＣｕ２ ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｄｅ－ ｃｒｅａｓｅｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｅｘｈｉｂｉｔｉｎｇａｎｅｆｆｅｃｔｏｆｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｒａｉｓｅ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔＡｌ ａｎｄＮｉｗａｓａｂｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎ ＭｇＣｕ２ ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅＰｅｉｅｒｌｓｆｏｒｃｅｏｆｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｏｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｒｅｂｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｖｅｓｐｈａｓｅ；ＭｇＣｕ２ ；ｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙＬａｖｅｓ相 是 金 属 间 化合 物 中最为丰富的一类 ，具 有 熔 点 高 和 强 度 好 ，高 温抗氧化性能优良等特点 ，因 此 引 起 科 研 工 作 者 的 兴 趣［１－３］．然 而 Ｌａｖｅｓ 相 的 室 温 脆 性 ，极 大 地 限 制 了 它 的 应 用 和 发 展［４－５］．通 过 合金 化 ，可 改 变 Ｌａｖｅｓ相 的 电 子 浓 度 、弹 性 模 量 、形 成 空 位 、引 起 晶 格 畸 变 ，改 变 堆 垛 层 错 能 ，进 而 改 变 其位 错 组 态 、变 形 形 式 ，从 而 提 高 韧 性 ；通 过 合 金 化 ，也能 改 变 Ｌａｖｅｓ相 的 晶 格 常 数 ，从 而 改 变 Ｌａｖｅｓ相 本 身 的 化 合 键 特 性 和 位 错 运 动 的 阻 力 ，达 到 提 高 位 错是 典 型 的 Ｃ１５ 结 构 Ｌａｖｅｓ 相 ，以 往 主 要 集 中 于ＭｇＣｕ２ 本 身 的 电 子 结 构 的 研 究 ，对 合 金 化 后 的ＭｇＣｕ 基