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镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、良好的减振性能和磁屏蔽性能等性能,被广泛应用在汽车、通信、电子、航空航天以及国防等领域。二十面体准晶(I相)具有高硬度、良好的腐蚀抗力、低摩擦系数、低界面能,提高镁在室温和高温下的力学性能,同时改善其抗腐蚀性能。研究证明,在Mg-Zn-Y合金中Zn/Y原子比为6:1时,镁合金中能得到仅有准晶I相和α-Mg的显微组织。本文采用准晶Mg3YZn6(I相)在Mg合金中自生复合法制备镁基准晶复合材料。利用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),带能谱分析(EDS)的扫面电子显微镜(SEM),差示扫描量热仪(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段,分析不同成分、不同凝固速度Mg-Zn-Y合金的显微组织和相组成及合金中准晶I相的形貌、尺寸及分布,研究了Zn/Y原子比为6:1的Mg-Zn-Y合金的组织演化、凝固路径及凝固动力学,为研制新型准晶增强镁合金提供理论依据。研究结果表明,铸态Mg12Zn2Y合金和铸态Mg18Zn3Y合金均由α-Mg,鱼骨状和层片状共晶(α-Mg/I)和棒状MgZn相,而铸态Mg24Zn4Y合金中含有树枝晶α-Mg、块状准晶I相及共晶组织(α-Mg/I)和棒状MgZn相。亚快速凝固Mg12Zn2Y合金和Mg18Zn3Y合金均由α-Mg,层片状共晶(α-Mg/I)组成,MgZn相形成被抑制,鱼骨状共晶组织消失。亚快速凝固Mg24Zn4Y合金由α-Mg,层片状共晶(α-Mg/I)和花瓣状I相组成,合金中块状I相消失,形成具有5个花瓣的准晶I相,随着冷却速度的提高,花瓣相逐渐增多,且更加细小,更高的冷却速度下形成球状准晶I相。快速凝固Mg12Zn2Y合金条带和Mg18Zn3Y合金条带的组织以胞状晶为主,XRD分析显示随着冷却速度的提高,合金条带中准晶I相数量不断减少。在低转速Mg24Zn4Y合金条带中,准晶I相以块状、花瓣状以及层片共晶形式存在,随着冷却速度的提高,球状I相含量不断增加,当I相含量增加到一定程度时,随着冷却速度继续增加,准晶I相含量减少。分析不同成分,不同冷却速度Mg-Zn-Y合金显微组织和相组成,发现随着Zn和Y含量增加以及冷却速度的变化,合金中I相形貌发生变化,即:层片状→块状相→花瓣相→球状。且随着合金冷却速度的提高,准晶I相细化。铸态Mg12Zn2Y合金的凝固路径可表示为:Mg12Zn2Y合金亚快速凝固Φ8mm试样凝固路径为:(?)。Φ6mm试样凝固路径与8mm试样一致,只是相变温度稍有差别。Φ4mm试样凝固路径为:(?)。Φ2mm试样凝固路径为:(?)。快速凝固条带凝固过程中仅有I相共晶组织产生,凝固路径与Φ2mm试样一样。铸态Mg18Zn3Y合金的凝固路径和铸态Mg12Zn2Y合金的一样。亚快速凝固Mg18Zn3Y各直径试样的凝固路径与亚快速凝固Mg12Zn2Y一致,不同的是Φ4mm试样是熔体中直接析出I和α-Mg的共晶组织。转速小于1200r/min的快速凝固条带凝固路径为;(?)。1600r/min和2000r/min快速凝固Mg18Zn3Y条带凝固路径为:(?),T为对应转速条带的相变温度。铸态Mg24Zn4合金凝固路径与铸态Mg12Zn2Y合金相比,熔体中不是先析出YZn2,而是直接析出W相,随后的凝固过程与铸态Mg12Zn2Y合金一样。与亚快速凝固Mg12Zn2Y合金相比,亚快速凝固Mg24Zn4Y合金凝固时直接析出W相,而不是直接析出α-Mg。快速凝固400r/min条带的凝固路径:(?)。快速凝固800r/min条带的凝固路径:(?)。快速凝固1600r/min条带的凝固路径:(?)。采用时间依存的瞬态形核理论计算了快速凝固Mg-Zn-Y合金条带的孕育期与温度的关系,得出了不同成分快速凝固Mg-Zn-Y合金的τ-T曲线,分析结果与DSC实验所表示的凝固路径一致。