镁锂双相合金中相界面的影响研究

科研 4年前 2021-03-01 浏览 49

镁合金的塑性变形行为在一定程度上与其内部界面如晶界，孪晶界和相界有关。大量关于晶界和孪晶界的研究表明，界面会对镁合金的局部变形行为甚至宏观力学性能产生影响。与晶界和孪晶界不同的是，相界两侧组织的化学成分和晶体结构可能存在较大差异。因此，相界对镁合金微观变形行为的影响可能与晶界和孪晶界有所不同。

上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心董杰教授团队通过原位拉伸结合数字图像技术(DIC)，研究了相界对镁锂双相合金微观变形行为的影响，并进一步发现这一影响与两相的形貌有关。在双相合金塑性变形过程中，由于两相变形行为的差异，在相界处存在一定的应变梯度，需要几何必须位错 (GNDs)的产生去协调相界处的应变不协调性。界面处堆积的GDNs会在硬相和软相产生方向相反的内应力，分别称为背应力和正应力。背应力会硬化软相，正应力会使硬相变形，从而对两相的微观变形行为产生影响。但由于内应力存在的界面影响区具有特定的宽度，因此相界面的影响与两相的形貌，即两相的尺寸和构型有关。通过对比三种具有不同相形貌的镁锂双相合金Mg-(6, 7, 8)Li-2Gd发现，三种合金表现出不同的应变分配行为。其中，由于Mg-8Li-2Gd合金的α-Mg相尺寸较小，且完全被较软的β-Li相所包裹，正应力可以促使整个α-Mg相的变形，从而降低了两相的应变分配差异，抑制了相界处裂纹的产生，对合金宏观延伸率产生积极的影响。

相关成果以“Effect of phase morphology on microscopicdeformation behavior of Mg-Li-Gd dual-phase alloys”为题发表在Materials Science & Engineering A期刊。原文链接（https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509321001404)。论文第一作者为博士生李靖，通讯作者为靳丽教授。该研究得到了国家重点研究计划和国家自然科学基金的资助。