·1252· 北京科技大学学报 第33卷 状共析体转化而来，因为片状共析体转化为粒状共 (孙连超，田荣璋.锌及锌合金物理治金学.长沙：中南大学出 析体的前提条件是将片状共析体加热到略高于A, 版社，1994) ] 点，因为只有将片状共析体加热到略高于A,点的温 Wang J X,Yan J W,Xiong H S,et al.Microstructure and prop- erties of Z1201 alloy thin-walled cylindric parts in extrusion cast- 度时，才会得到初生α1相加未完全溶解片层的混合 ing.Spec Cast Nonferrous Alloys,2002(2):31 组织.此时，片层已不保持完整的片状，而是凹凸不 (王家宣，虽建武，熊洪淼，等.Z201合金挤压铸造薄壁简形 平、厚薄不均，部分已断开.在此温度保温将使片状 件的组织与性能.特种铸造及有色合金，2002(2)：31) 共析体球化，进而形成粒状的共析体，而在没有 B] Han B,Li C,Hu X L Investigation on the superplastic deform- 进行任何加热处理（铸态）的情况下，粒状共析体的 ation of Zn2.5Al alloy.Hot Work Technol,2000(5)13 (韩彬，李世春，胡秀莲.Zn-2.5Al合金超塑性变形的研究 形成不可能是片层共析体球化得到的.因此，笔者 热加工工艺，2000(5)：13) 认为粒状共析体可能是由自然时效时不连续沉淀产 Shi Z Q,Ye Y F,Li S C,et al.Surface effect and superplasticity 生的，因为在凝固中，冷却速度快，到达共析温度点 of Zn-5Al eutectic alloy.Mater Mech Eng,2003,27(1):18 时，初生相不能充分转化为共析组织，还有一部分初 (石志强，叶以富，李世春，等.Z5Al共品合金的表面效应对 生相由于冷却速度大而来不及转变保留下来.合金 超塑变形的影响.机械工程材料，2003,27(1)：18) [] 室温组织中的这一部分初生相仍与高温相同，只是 Al-Maharbi M,Karaman I,Purcek G.Flow response of a severe plastically deformed two-phase zinc-aluminum alloy.Mater Sci Eng 初生α，固溶体成为过饱和.这部分初生相在室温 A,2010,527:518 下是不稳定的，在室温保持时可能分解.根据文献 [6 Ha T K,Son J R,Lee W B.Superplastic deformation of a fine- 0],在较低的温度下，不连续沉淀反应可得到与胞 grained Zn-0.3wt%Al alloy at room temperature.Mater Sci Eng 状反应截然不同的粒状沉淀组织：此外，这种粒状组 4,2001,307:98 织形貌往往与其他类型反应的组织一起出现，如图 ] Malek P.The deformation structure of the superplastic Zn-Al al- loy.Mater Sci Eng A,1999,268:132 6(e)所示. [8]Yu J Q,Yi W Z,Chen B D,et al.Binary Alloy Phase Atlas SEM高倍观察及分析得知，共晶组织中的α2 Shanghai:Shanghai Science and Technology Press,1983 相也以片层状存在.初步推断为α2相在凝固后的 (虞觉奇，易文质，陈邦迪，等.二元合金状态图集.上海：上 冷却过程中也发生了共析转变，而且共析组织中η 海科学技术出版社，1983) 相往往无需重新形核，优先依附于共晶B相直接长 9] Chen TJ,Hao Y,Sun J,et al.Microstructure of casting ZA27 al- loy.Chin Nonferrous Met,2002,12(2):294 大.η相的形成，又促使其相邻区域相的形核和 (陈体军，郝远，孙军，等.Z27合金的微观组织.中国有色金 长大.一旦开始进行共析转变，将向其内部生长，同 属学报，2002,12(2)：294) 样α2相冷却速度较快的情况下来不及充分转变，而 [10]Xu X L,Ji S J,Yu Z W,et al.Cellalar decomposition of 在后来的自然时效过程中将全部以不连续沉淀分解 ZnAl40 alloy.Mater Mech Eng,2001,25 (2):21 形成粒状沉淀组织，如图6()所示 (许晓磊，季世军，于志伟，等.ZA40合金过饱和固溶体胞 状分解.机械工程材料，2001,25(2)：21) 3结论 1] Xu X L,Yu Z W,Shi Y Q,et al.Tailing observation on struc- tural changes of ZnAl40 alloy quenched during aging.Chin (1)铸态ZnAl10Cu2合金的凝固组织由初生枝 Electron Microse Soc,2002,21(4):442 晶α1及其外围的棒状共晶(2+B)组成，在凝固后 (许晓磊，于志伟，史雅琴，等.ZA40合金时效过程中组织 的冷却过程中初生，和共晶组织中的Q2相均发生 结构变化的跟踪观察.电子显微学报，2002,21(4)：442) [12] 共析反应，得到层片状共析组织（α+η）；而在室温 Si F M,Lou H,Yan B,et al.Study on cellular decomposition of Zn-Al based alloy prepared by rapid solidification.Mater Rer, 时效时未完全转变的α1相和α2相发生不连续沉 2007,21(8):154 淀，形成粒状沉淀组织 (司富明，娄海，严彪，等.快速凝固Z一A1合金胞状分解研 (2)初生1相，为富Al相，是Zm在Al中形成 究.材料导报，2007,21(8)：154) 的固溶体，晶体结构为面心立方，属于强化相：β为 [13]Li Q C.The Theoretical Basis of Castings Formation.Beijing: 富Z相，为密排六方结构 Machinery Industry Press,1982 (李庆春，等。铸件形成理论基础.北京：机械工业出版社，1982) [14]Xu Z,Zhao L C.Principles of Solid-State Phase Transformation 参考文献 of Metal.Beijing:Science Press,2004 [1]Sun L C,Tian R Z.Physical Metallurgy of Zinc and Zine Alloy (徐洲，赵连城.金属固态相变原理.北京：科学出版社， Changsha:Central South University Press,1994 2004)北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 状共析体转化而来，因为片状共析体转化为粒状共 析体的前提条件是将片状共析体加热到略高于 A1 点，因为只有将片状共析体加热到略高于 A1 点的温 度时，才会得到初生 α1 相加未完全溶解片层的混合 组织． 此时，片层已不保持完整的片状，而是凹凸不 平、厚薄不均，部分已断开． 在此温度保温将使片状 共析体球化，进而形成粒状的共析体［14］，而在没有 进行任何加热处理( 铸态) 的情况下，粒状共析体的 形成不可能是片层共析体球化得到的． 因此，笔者 认为粒状共析体可能是由自然时效时不连续沉淀产 生的，因为在凝固中，冷却速度快，到达共析温度点 时，初生相不能充分转化为共析组织，还有一部分初 生相由于冷却速度大而来不及转变保留下来． 合金 室温组织中的这一部分初生相仍与高温相同，只是 初生 α1 固溶体成为过饱和． 这部分初生相在室温 下是不稳定的，在室温保持时可能分解． 根据文献 ［1］，在较低的温度下，不连续沉淀反应可得到与胞 状反应截然不同的粒状沉淀组织; 此外，这种粒状组 织形貌往往与其他类型反应的组织一起出现，如图 6( e) 所示． SEM 高倍观察及分析得知，共晶组织中的 α2 相也以片层状存在． 初步推断为 α2 相在凝固后的 冷却过程中也发生了共析转变，而且共析组织中 η 相往往无需重新形核，优先依附于共晶 β 相直接长 大． η 相的形成，又促使其相邻区域 α 相的形核和 长大． 一旦开始进行共析转变，将向其内部生长，同 样 α2 相冷却速度较快的情况下来不及充分转变，而 在后来的自然时效过程中将全部以不连续沉淀分解 形成粒状沉淀组织，如图 6( f) 所示． 3 结论 ( 1) 铸态 ZnAl10Cu2 合金的凝固组织由初生枝 晶 α1 及其外围的棒状共晶( α2 + β) 组成，在凝固后 的冷却过程中初生 α1 和共晶组织中的 α2 相均发生 共析反应，得到层片状共析组织( α + η) ; 而在室温 时效时未完全转变的 α1 相和 α2 相发生不连续沉 淀，形成粒状沉淀组织． ( 2) 初生 α1 相，为富 Al 相，是 Zn 在 Al 中形成 的固溶体，晶体结构为面心立方，属于强化相; β 为 富 Zn 相，为密排六方结构． 参 考 文 献 ［1］ Sun L C，Tian R Z． Physical Metallurgy of Zinc and Zinc Alloy． Changsha: Central South University Press，1994 ( 孙连超，田荣璋． 锌及锌合金物理冶金学． 长沙: 中南大学出 版社，1994) ［2］ Wang J X，Yan J W，Xiong H S，et al． Microstructure and prop￾erties of ZL201 alloy thin-walled cylindric parts in extrusion cast￾ing． Spec Cast Nonferrous Alloys，2002( 2) : 31 ( 王家宣，晏建武，熊洪淼，等． ZL201 合金挤压铸造薄壁筒形 件的组织与性能． 特种铸造及有色合金，2002( 2) : 31) ［3］ Han B，Li S C，Hu X L． Investigation on the superplastic deform￾ation of Zn-2． 5Al alloy． Hot Work Technol，2000( 5) : 13 ( 韩彬，李世春，胡秀莲． Zn--2． 5Al 合金超塑性变形的研究． 热加工工艺，2000( 5) : 13) ［4］ Shi Z Q，Ye Y F，Li S C，et al． Surface effect and superplasticity of Zn-5Al eutectic alloy． Mater Mech Eng，2003，27( 1) : 18 ( 石志强，叶以富，李世春，等． Zn--5Al 共晶合金的表面效应对 超塑变形的影响． 机械工程材料，2003，27( 1) : 18) ［5］ Al-Maharbi M，Karaman I，Purcek G． Flow response of a severe plastically deformed two-phase zinc-aluminum alloy． Mater Sci Eng A，2010，527: 518 ［6］ Ha T K，Son J R，Lee W B． Superplastic deformation of a fine￾grained Zn-0． 3wt% Al alloy at room temperature． Mater Sci Eng A，2001，307: 98 ［7］ Mlek P． The deformation structure of the superplastic Zn-Al al￾loy． Mater Sci Eng A，1999，268: 132 ［8］ Yu J Q，Yi W Z，Chen B D，et al． Binary Alloy Phase Atlas． Shanghai: Shanghai Science and Technology Press，1983 ( 虞觉奇，易文质，陈邦迪，等． 二元合金状态图集． 上海: 上 海科学技术出版社，1983) ［9］ Chen T J，Hao Y，Sun J，et al． Microstructure of casting ZA27 al￾loy． Chin J Nonferrous Met，2002，12( 2) : 294 ( 陈体军，郝远，孙军，等． ZA27 合金的微观组织． 中国有色金 属学报，2002，12( 2) : 294) ［10］ Xu X L，Ji S J，Yu Z W，et al． Cellalar decomposition of ZnAl40 alloy． Mater Mech Eng，2001，25( 2) : 21 ( 许晓磊，季世军，于志伟，等． ZnAl40 合金过饱和固溶体胞 状分解． 机械工程材料，2001，25( 2) : 21) ［11］ Xu X L，Yu Z W，Shi Y Q，et al． Tailing observation on struc￾tural changes of ZnAl40 alloy quenched during aging． J Chin Electron Microsc Soc，2002，21( 4) : 442 ( 许晓磊，于志伟，史雅琴，等． ZnAl40 合金时效过程中组织 结构变化的跟踪观察． 电子显微学报，2002，21( 4) : 442) ［12］ Si F M，Lou H，Yan B，et al． Study on cellular decomposition of Zn-Al based alloy prepared by rapid solidification． Mater Rev， 2007，21( 8) : 154 ( 司富明，娄海，严彪，等． 快速凝固 Zn--Al 合金胞状分解研 究． 材料导报，2007，21( 8) : 154) ［13］ Li Q C． The Theoretical Basis of Castings Formation． Beijing: Machinery Industry Press，1982 ( 李庆春，等． 铸件形成理论基础． 北京: 机械工业出版社，1982) ［14］ Xu Z，Zhao L C． Principles of Solid-State Phase Transformation of Metal． Beijing: Science Press，2004 ( 徐洲，赵 连 城． 金属固态相变原理． 北 京: 科 学 出 版 社， 2004) ·1252·