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若定义E=△石。6/石b为不均匀度(△石b为同一试样断口上各分析点浓度值的差值, G,为同一试样断口上各分析点浓度平均值),则合金晶界上Mg的不均匀度随时效时 间延长而增大。例如,由900℃,1h的100%增至20h的114%。 表2晶界上各AES分析点的Mg浓度(at%) Table2 The concentration Mg at the grain boundaries by AES,wt% 热处理制度 P1 P3 P3 Pu Ps Po 800℃,200h 0 0 0 10.9 3.2 0 900℃,1b 1.8 0.6 900℃,20h 3.7 5.8 10.4 900℃,100h° 1.133 0.397 ·EDS对TEM薄膜分析结果,Wt% 3讨 论 3.1关于Mg向晶界偏析的行为 图1和图2的结果表明,Mg在晶界上的偏析程度是随时效时间和时效温度的不同而 变化的。在800℃时效200h,1000℃时效100h才发现Mg的富集,而900℃只要1h即发现 Mg的富集。说明Mg在900℃附近偏析速度最快(见图2所示)。而在900℃时效时, Mg在品界上的偏析浓度随时间的延长而增加(图1所示)。这说明Mg在高温合金中具 有向晶界区域平衡偏析的性质。 在本研究中,虽然未能得到饱和偏析浓度,但就现有的结果考察,由晶界平衡偏析 浓度与合金中平均浓度定义的偏析比率,=C,b/C=574.4(Cb为晶界上平均浓度, Cb为基体平均浓度),仍然是很高的。根据Mcleon(4的描述,B=exp(AG/RT), 偏析自由能△Gm:很大,这表明Mg在Ni一C一Co基合金中向晶界偏析的倾向是很强烈 的,即Mg是个强烈的晶界偏析元素。 Mg在平衡偏析过程中既受热力学因素也受动力学因素的控制。从热力学角度考 虑,可以利用公式(1)【5)说明晶界平衡浓度C:b、偏析驱动力△U与温度的关系 C.b=Cexp(△U/RT) } (1) △I=△H/T-△S 由式(1)可知,平衡偏析驱动力△UU和晶界平衡浓度C:b均随温度T的降低而提 高,温度低时有更大的偏析趋势。 如果从动力学角度考虑,温度高时将更有利于溶质原子向晶界扩散,即更快地向晶 界区偏析。 综合上述分析可以发现,当温度低时虽有更大的偏析趋势,但却受扩散过程控制, 从而达不到很大的偏析速度,温度高时虽然扩散过程容易,但由于没有很大的偏析动力 15若定义。 △瓦 、厄 、 为不均匀度 △瓦 ‘ 为 同一试样断 口上各分析点浓度值 的 差 值 , ‘ 、 为同一试样断 口 上各分析点浓度平均值 , 则 合金 晶界上 的 不均匀度随时 效时 间延长而增大 。 例如 , 由。 ℃ , 的 增至 的 。 表 晶界上各 分析点的抽 浓度 吐 , 热 处 理 制 度 ℃ , ℃ , ℃ , 五 ℃ 一 五 。 。 。 。 。 。 对 班薄膜分析结果 , 书 讨 论 。 关于 向晶界偏析的行为 图 和图 的结果表明 , 在 晶界上的偏析程度是随时效时 间和时效提度的不同而 变化的 。 在 ℃ 时效 五, ℃时效 才发现 的富集 , 而 ℃只 要 即 发 现 的富集 。 说 明 在 。 ℃附近偏析速度最快 见 图 所 示 。 而 在 ℃时 效 时 , 在晶界上的偏析浓度随时间的延 长而增加 图 所示 。 这说 明 在 高温 合金 中具 有 向晶界区域平衡偏析的性质 。 在本研究中 , 虽然未能得到饱和偏析浓度 , 但就现有 的结果考察 , 由 晶界平衡偏析 浓度与合金中平均浓度定义 的偏析比率队 。 瓦 ‘ 氏 百 为 晶界上平均浓度 , 亡 为基体平均浓度 , 仍然是很高的 。 根据 “ 〕的描述 , 日 △泞 , 偏析 自由 能△氏 很大 , 这 表 明 在 一 一 基合金 中向 晶界偏析的 倾向是很强烈 的 , 即 是 个强烈的 晶界偏析元素 。 在平衡偏析过程 中既受热力学 因素也受动力 学因素的控制 。 从 热 力 学 角 度 考 虑 , 可以利用 公式 〔 〕说明 晶界平衡浓度 ‘ 、 偏析驱动 力△ 与温度的关系 △ △万 一 △ 由式 可知 , 平衡偏析驱动力 △ 和 晶界平衡浓度 、 均随温度 的降 低 而 提 高 , 温度低时有更大的偏析趋势 。 如果从动力学角度考虑 , 温度高时将更有利于溶质原子 向晶界扩靓 即更快地向晶 界 区偏析 。 综合上述分析可以发现 , 当温度低时虽有 更大的偏析趋势 , 但却受扩散过程控制 , 从而达不到很大的偏析速度多 温度高时虽然扩散过程容易 , 但由于没有很大的偏析动力
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