微量Y对Mg-5Sn-1Si镁合金组织的影响

作     者：马健 郭学锋 王英 崔红保 于合帅 MA Jian;GUO Xuefengu;WANG Ying;CUI Hongbao;YU Heshuai

作者机构：河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 河南省高性能轻金属材料及其数值模拟国际联合实验室河南焦作454000 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2019年第48卷第12期

页      面：34-39页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51571086,1271073) 河南理工大学自然科学基金项目(B 2010-20) 

主　　题：稀土Y 镁合金 显微组织 MgSiY金属间化合物 第一性原理 

摘      要：研究了稀土Y变质(0%~0.8%,质量分数)对Mg-5Sn-1Si合金显微组织的影响。通过XRD和SEM分析了该合金的组织和相组成。结果表明,受成分过冷的作用,适量Y能有效细化铸态组织。随着Y含量从0.2%增加到0.8%,生长抑制因子GRF值从Mg-5Sn-1Si-0.2Y的16.94增大到Mg-5Sn-1Si-0.8Y的17.96,枝晶臂间距平均尺寸从不含Y的Mg-5Sn-1Si合金的23.7μm减小至Mg-5Sn-1Si-0.8Y合金的12.5μm,减小了约47%。由于Y元素在Mg2Si表面的偏聚,Mg-Y二元相或是Mg-Si-Y三元相将在Mg2Si和α-Mg前沿析出,抑制了共晶Mg2Si的异向生长,使复杂汉字状的Mg2Si转变为棒状组织。当Y含量达到0.8%时,Y元素对Mg2Si变质效果最佳。通过XRD和SEM分析了该合金的相组成,合金由α-Mg基体、Mg2Sn、Mg2Si和少量的Mg24Y5和Mg Si Y组成。使用CASTEP软件包基于第一性原理,计算了三种Mg Si Y晶胞结构的结合能Ecoh,计算结果与Mg2Si结合能的对比,证实了Mg Si Y存在的可能性。