Mg-Gd-Y系多元合金相圖的評估和優(yōu)化.pdf

1、鎂合金具有密度低，比強度和比剛度高，比彈性模量大，消震性好等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代電子工業(yè)以及航空航天等領域具有廣泛的應用潛力。然而，鎂合金的研發(fā)基本上是沿用嘗試法（Trial and Error）模式，耗時長、成本高。相圖在材料的研發(fā)中，具有重要的作用，可指導合金成分的設計、熱處理工藝的制定。利用CALPHAD技術，可以使用計算機軟件與數(shù)據(jù)庫結合計算相圖，使材料設計由經驗設計向科學設計轉變。但是現(xiàn)有軟件的數(shù)據(jù)庫存在一定的局限性，如JMatP

2、ro相圖計算軟件針對鎂合金的機械性能模擬模塊太少;Pandat相圖計算軟件鎂合金的數(shù)據(jù)庫中，Gd的范圍為0-1％wt，Y的范圍為0-1％wt。當鎂合金中Gd，Y含量超過1％wt時，計算相圖與實驗相圖可能出現(xiàn)較大的不吻合區(qū)域。因此，為了能夠比較準確的設計合金的成分及其微觀組織，首先必須先建立相對的熱力學模型，優(yōu)化熱力學模型中的熱力學參數(shù)，更新數(shù)據(jù)庫。
　　本文對Mg-Gd和Gd-Y二元系的實驗數(shù)據(jù)進行評估，并采用Pandat軟件中的

3、PanOptimization模塊，對相關熱力學參數(shù)進行優(yōu)化，并根據(jù)已有文獻報道自洽的Mg-Y的二元系熱力學參數(shù)，合理外推并優(yōu)化了Mg-Gd-Y三元體系，得到以下主要結論:
　　1)通過Pandat軟件中的PanOptimization模塊優(yōu)化了Mg-Gd二元系中的熱力學參數(shù)，獲得了優(yōu)化的Mg-Gd合金相圖。優(yōu)化后的相圖，在零變量反應L→(Mg)+ Mg5Gd處的相轉變溫度為548℃，Gd在Mg中的最大固溶度為4.6％(at)Gd

4、，這與實驗數(shù)據(jù)548±2℃，4.53％(at)Gd比較吻合，由此，對Mg-Gd合金熱力學參數(shù)的數(shù)據(jù)庫進行了更新。
　　2)通過Pandat軟件中的PanOptimization模塊優(yōu)化了Gd-Y二元系中的熱力學參數(shù)，獲得了優(yōu)化的Gd-Y相圖。優(yōu)化后的相圖，與實驗相圖非常吻合。
　　3)利用優(yōu)化后的Mg-Gd和Gd-Y二元熱力學參數(shù)，結合文獻中Mg-Y的二元系參數(shù)，獲得了優(yōu)化后的Mg-Gd-Y三元系熱力學參數(shù)，并用其計算了Mg