Mg-Zn-Si体系的相平衡计算及应用(论).pdfVIP

第39卷 第8期 稀有金属材料与工程 、，01．39．No．8 2010芷 8月 RAREMETALMATERIAISANDENG][NEERnqG 2010 August Mg—Zn—Si体系的相平衡计算及应用 赵阳子1 赵云鹤1，李谦1，陈双林1，一，张捷宇1，周国治1，2 (1．上海大学上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海200072) (2．北京科技大学，北京100083) O．CompuTherm，LLC，Madison，．WI53719，USA) 中的相演变信息，模拟计算结果与实验结果吻合较好。 关键词：Mg．Zn．．Si系；热力学计算；相图计算；凝固 中图法分类号：TGll3．14 文献标识码：A 文章编号：1002．185；X(2010)08．1385．05 在镁合金的研究中，同时含有Zn和Si的镁合金具所有的化合物都处理为线性化合物。Liang等人[9】用亚 有耐高温、铸造性能好等优点，被视为一种新型的镁 点阵模型把MgZn2处理为有1at％的固溶区的化合物。 并重新计算了液相参数，得到自洽性更好的热力学参 合金材料[1，2】。另外，合金化元素Mg和SieNA,锌基镀层 合金中所生成的M92Si和镁锌化合物能显著改善镀层数。本文采用Liang等人【9】的数据。 1．2 材料性能【3】。因此，Mg-．Zn-．SiX元体系相平衡的研究， Mg．．Si二元系及其优化计算 对于镁合金和锌基镀层合金的设计及其组织结构和性 能的预测是必要的。 差异。Feufel等人【l 0】认为，对M92Si自由能描述不准确 会明显影响高元体系中的相关系。因此，他们测定了 Calphad(相图计算)技术能够通过读取合金体系的 热力学和相平衡信息来指导合金设计，受到科研人员 的青睐，并被成功地应用到材料研究领域14,5]。目前， Mg—Zn．Si三元系相平衡实验数据有限。 等人【10】计算的液相参数有不足之处：高温出现双液 本文拟重新评估Mg．Si体系液相热力学参数，在相，热力学数据的自洽性有待改善。Yan等人【ll】用更 Zn．．Mg、Zn．Si和Mg．Si这3个二元体系的基础上外推至 三元系，并结合实验数据添加液相三元相互作用参数， 计算发现，由定计量比化合物模型描述的M92Si相参数 放入高元系后不能得到准确的相边界。Kevorkov等 获得自洽的Mg．．Zn．Si三元系热力学参数。通过相图计 算和Schcil模型计算，分析合金Mg．2．33Zn．0．9Si(at％)人【121为了避免双液相的出现，重新评估TMg—Si体系。 的凝固过程。 但他们的评估工作是建立在Yan等人【ll】的工作上，因 1 Mg．Zn、Zn—Si和Mg．Si二元系 的液相为短程有序，故用修正的准化学溶液模型优化 1．1 M2．Zn和Zn．．Si二元系 Mg．．Zn—Si三元合金体系中未发现有三元化合物。 Zn．Si是简单的共晶体系，Si在Zn中的固溶度非常小，自由能用下式表示(单位：J)： Mey05】和Jacobs等人【7】对其进行的热力学评估结果相G’一H 近，本文选用Jacobs等人的数据。 0．013T2+o．8658TI·5+21678．5T’1(1