近日，新南威爾士大學(xué)、南京理工大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)、南方科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中北大學(xué)、太原科技大學(xué)、北京科技大學(xué)等單位的研究人員通過間斷加熱試驗(yàn)，結(jié)合同步XRD和其他關(guān)鍵的試驗(yàn)和理論技術(shù)，研究了BCC結(jié)構(gòu)Mg-Li-Al合金（LA113）在淬火組織分解過程中的各種相變及其機(jī)制，以及這些相變?nèi)绾斡绊懥W(xué)行為。該研究揭示了合金中完整的相變序列，為相變機(jī)制提供了形態(tài)學(xué)證據(jù)，為理解其他BCC Mg-Li-X合金的相變過程提供了基礎(chǔ)，也為開發(fā)具有良好性能和微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的新一代超輕合金提供了科學(xué)依據(jù)。相關(guān)論文以Phase transformations in an ultralight BCC Mg alloy during anisothermal ageing為題發(fā)表在Acta Materialia上。

本文研究了體心立方（BCC）（質(zhì) 量 分 數(shù)）Mg-11Li-3Al三元合金在380 ℃的初始固溶處理和水淬后的相變順序，然后連續(xù)加熱到不同溫度并重新淬火。確定的相變及其順序?yàn)? BCC β相固溶體 → 富鋁團(tuán)簇（由于旋點(diǎn)分解）（低T）→ Mg3Al（θ）（中T）→ AlLi（高T）。隨著時(shí)效溫度的升高，合金的室溫硬度明顯降低，但在時(shí)效溫度以上，由于富鋁團(tuán)簇的溶解和再析出導(dǎo)致θ相析出，硬度再次升高。計(jì)算得到的θ相活化能較低，為77.3 kJ/mol，這是室溫下富鋁旋節(jié)團(tuán)簇不能形成該相的熱力學(xué)原因。在中溫條件下，富鋁團(tuán)簇作為θ相的成核位點(diǎn)，使得θ相的成核速率非常高，該相的生長(zhǎng)是轉(zhuǎn)變過程中的成核速率控制過程。在θ相和BCC β基體界面析出大量六邊形緊密堆積的納米Mg顆粒，致使共格性損失，是導(dǎo)致硬度損失的主要原因。TEM結(jié)果與計(jì)算和模擬結(jié)果表明，θ相向AlLi相的轉(zhuǎn)變發(fā)生在原位，可能是通過偽包晶反應(yīng)發(fā)生的。

左圖為Mg3Al轉(zhuǎn)化為AlLi的偽包晶反應(yīng)的圖解。