刘 欢 薛 烽 白 晶

(东南大学材料科学与工程学院，南京211189)

镁合金作为一种轻金属结构材料，具有比强度和比刚度高、易于回收等优点，在汽车制造和航空航天等领域具有广泛的应用.2001年，Kawamura等［1］首次采用快速凝固/粉末冶金的方法制备了性能优良的Mg97Zn1Y2合金，在室温下屈服强度达到610 MPa，延伸率为5%，其性能提高的原因除了超细晶粒和Mg24Y5颗粒弥散分布外，还取决于组织中形成的一种独特的沉淀相，即长周期堆垛有序(long period stacking ordered，LPSO)结构.文献［2］认为该结构是6H型，但随后文献［3］报道其结构是18R型，具有堆垛结构有序和成分有序的特征，富含Zn和Y元素.

近年来的研究发现，通过铸造和热处理的方法也可在Mg-Zn-Y三元合金系统中形成LPSO相，其常见的结构包括 10H，14H，18R 和 24R 等［4-5］.此外，在一些含有其他稀土元素的Mg-Zn-RE三元系列合金中也发现了LPSO结构，其中RE包括Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm 等元素［6-7］.镁合金中形成LPSO相可有效地提高镁合金的强度，但LPSO结构的形成原因以及强化镁合金的机理目前仍不清楚，还需进一步研究.本文通过铸造和挤压变形工艺制备了2种Mg-Zn-Y合金，研究了合金中LPSO相在铸态、退火、挤压变形过程中形态和类型的转变，同时对LPSO相强化合金的机理进行了分析.

1 试验材料及方法

以纯镁(≥99.50%)、纯钇(≥99.90%)和纯锌(≥99.90%)为原料制备了设计成分为Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4(原子分数)的合金，其分析成分分别为Mg97.11Zn1.04Y1.85和 Mg94.08Zn2.06Y3.86.熔炼过程在气氛保护井式坩埚炉中进行，坩埚材料为低碳钢，保护气氛为SF6+CO2(流量比1∶100).熔炼时先将坩埚预热，再装入经清洁和预热的金属Mg，待镁锭完全熔化后加入……