镁合金中长周期堆垛有序堆垛结构（Long-periodstackingordered，LPSO）相具有良好的高温稳定性、较高的硬度及弹性模量，可通过细化再结晶晶粒、析出强化和抑制高温下晶界迁移等多种方式，显著提高镁合金的强度和抗蠕变性能等。因此，在镁合金中引入LPSO相，可显著改善综合性能，有效解决其作为关键结构部件面临的应用瓶颈。然而，目前针对LPSO相的组织调控具有一定的盲目性，仍旧是基于试错法展开，开发满足实际应用的镁合周期较长，归根结底在于缺乏有效的热力学方面的指导。因此，研究LPSO相热力学稳定性，构建含LPSO相的热力学相图，对于设计开发LPSO强化型高性能镁合金具有重要作用。
针对这一问题，上海交通大学轻合金精密成型国家工程中心曾小勤团队选择目前研究具有优异综合性能的Mg-Y-Al合金，展开了有关LPSO相的平衡相组成和热力学稳定性的研究。首先设计并制备了11种典型的Mg-Y-Al合金，分别在，和℃均匀化处理30/60天，使元素充分扩散获得平衡组织。然后采用XRD，BSE，EDS,TEM等表征手段鉴定11种合金在3个温度下的平衡相组成，并测定各相的相成分。成功建立了Mg-Y-Al体系富镁角在，和℃下3个等温截面相图，如图1所示。确定了LPSO相热力学稳定存在的成分范围及温度，对调控LPSO相的析出，确定合金的热处理工艺，开发高性能Mg-Y-Al合金具有十分重要的指导意义。图1.Mg-Y-Al体系富Mg角在，和℃等温截面相图。
此外，通过对Mg-Y-Al合金相结构系统的表征后发现，该体系存在18R和10H两种类型的热力学稳定的LPSO相。其中，18R主要存在于低Y含量的Mg-Y-Al合金中，而10H存在于高Y含量的Mg-Y-Al合金中。研究结果第一次发现了18R到10H的相变行为及相变温度，并在Mg-Y-Al合金中同时观察到了18R和10H共存，分别如图2和图3所示。另外，18R和10H存在一定的固溶度变化（如图4所示），分析后发现理想LPSO相结构中ABCA层中的Al和Y原子可能会被Mg原子取代。该研究成果对科学调控LPSO相的析出行为，设计LPSO强化型高性能镁合金具有重要指导意义。
图2.Mg-9.0Y-1.7Al(at.%)合金在和℃长时间热处理后LPSO相的TEM表征。
图3.Mg-14.2Y-12.8Al(at.%)合金在℃长时间热处理后LPSO相的TEM表征
图4.实验测定的Mg-Y-Al合金在,和°C长时间热处理后18R和10H的化学成分汇总。（b-c）18R和10H理想结构原子结构模型，观察方向为[1-]。
相关成果以“Phaseequilibriaoflong-periodstackingorderedphaseintheternaryMg-Y-Alalloys”为题发表在《JournalofMaterialScienceTechnology》上，论文第一作者为博士生陈义文，通讯作者为王静雅博士和曾小勤教授。本工作得到了国家自然基金委的资助。论文链接为：转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjszlfa/625.html
