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5083鋁管球形/豆瓣形Al3Er粒子與基體保持較好的共格/半共格關系,具體的晶體位向關系為:[111]m∥[111]sp,(110)m∥(110)sp,(101)m∥(101)sp;[011]m∥[011]s,(100)m∥(200)sp.根據(jù)球面應變的對稱性來判定粒子的共格性,次生的球形/豆瓣形Al3Er粒子是在退火過程中從α-Al的過飽和固溶體中分解析出的.豆瓣形的A13Er粒子尺寸相對較小、而球形的Al3Er粒子尺寸相對較大,這是Al3Er粒子在長大的不同階段所表現(xiàn)出來的形貌差別.圖3中的1,2,3,4所示分別代表不同長大階段的Al3Er粒子:1—尺寸較小保持共格狀態(tài)→2—粒子繼續(xù)長大保持共格狀態(tài)→3—半共格狀態(tài)→4—尺寸進一步長大逐漸失去共格性.實驗合金在280℃/8 h+470℃/10 h退火狀態(tài)下的典型形貌如圖1所示.可以看出,在合金[011]Al晶帶軸下觀察時,合金中出現(xiàn)了3種不同類型的析出物:(1)尺寸在10—50 nm的球形析出物;(2)尺寸在幾十到幾百納米的具有低的高寬比,通常稱之為斜方晶體(R)的類球形析出物;5083鋁管尺寸較大的具有大的高寬比,稱之為板條形(P)析出物.尺寸不同的球形析出物呈現(xiàn)豆瓣形和球形兩種形貌,旋轉樣品進行觀察的結果表明,那些針狀析出相的真實形貌是板條形.這些尺寸與形狀不同的析出物將對合金的綜合性能產生較大的影響.對類球形和板條形的(Mn,Fe)Al6析出物已有較多報道,此處不再討論.對合金中析出的尺寸為10—50 nm的球形/豆瓣形粒子進行能譜(EDS)(圖1b)及選區(qū)電子衍射花樣(SAEDP)分析.EDS分析結果表明,除了基體中的Al和Mg外,只有Er元素存在,α-Al基體斑點和球形粒子的超點陣斑點均屬立方結構,前者為面心立方,后者為簡單立方,結合文獻合金可知該粒子為Al3Er相.Al3Er相的結構屬于Pm3m空間群(AuCu3結構)合金,L12型晶體結構,它的晶格常數(shù)(0.4215 nm)與α-Al基體的結構與點陣常數(shù)(fcc結構,a=0.4049 nm)5083鋁管較為接近,易于與基體保持共格或半共格的取向關系,可以作為合金的有效強化相.在鑄錠的均勻化退火過程中,粒子半徑在12 nm以下(圖3a)的Al3Er粒子呈現(xiàn)出豆瓣形,與基體保持完全共格狀態(tài);半徑在12—20 nm之間(圖3b)的Al3Er粒子呈現(xiàn)出球形,與基體呈現(xiàn)半共格狀態(tài).常溫下,Al3Er粒子與基體間的錯配度僅有3.8%,退火過程中Al3Er粒子發(fā)生從共格到半共格的轉變.5083鋁管生長的過程中,粒子的共格性對其粗化和合金性質具有重大的影響.首先,隨著粒子共格性的減弱,粒子的粗化速率增大,表現(xiàn)為粒子的體積增大以及合金的變質;另外,共格性的減弱將會影響到位錯的移動和晶界的遷移.粒子從完全共格變?yōu)榫植抗哺?粒子與周圍基體的共格畸變減弱,對位錯運動的阻礙作用亦就減少,硬度開始下降計算得出的Al3Er粒子的共格/半共格轉變半徑rt=9.44 nm與實驗結果相近.推測Al3Er粒子粗化階段失去完全共格性半徑變化范圍在12—20 nm之間.