Al-Co-Er三元体系液相面投影图

郑凌虹，章立钢，赵芬研，刘立斌，王东，吴晨剑

Al-Co-Er三元体系液相面投影图

郑凌虹，章立钢，赵芬研，刘立斌，王东，吴晨剑

(中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)

在经济快速发展的今天，全球变暖和能源问题受到越来越多的重视。材料的轻量化、高性能化可以很好地节约资源、保护环境，促进资源的可持续发展。铝及铝合金是国防、国民经济各部门以及人们日常生活所需的重要材料，在航空航天和交通运输领域有重要应用，有关体系的相图研究能为设计高强度铝合金提供重要的基础数据，对该类材料的研发具有重要意义。本工作采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)等方法，对一系列Al-Co-Er铸态合金的凝固组织和相组成进行系统研究，共测得10个三元化合物相，建立了多条合金凝固通道；以此为基础，并结合文献中已报道的边际二元系相图绘制出Al-Co-Er三元体系的液相面投影图；推断出25个四相平衡反应，其中8个为三元共晶反应，17个为包共晶反应。

Al-Co-Er；铝合金；液相面投影图；相图

自1901年WLIM[1−2]发现时效强化以来，高强度铝合金的发展受到了世界各国的广泛关注。研究人员往往通过控制阻止位错运动的缺陷来提高铝合金的强度。然而，这种强化作用不能无限扩大[3−4]。

近年来的研究表明，非晶化也是提高铝合金材料强度的有效途径之一[5−7]。有材料工作者在无晶界和位错的基础上，设计出了一种目前具有最高强度(屈服强度可达1.7 GPa，弹性模量可达120 GPa)的块状铝合金[8]。因此，开发具有良好非晶形成能力的铝合金成为设计高强度铝合金的关键。然而，由于非晶形成能力低，铝基非晶合金的实际应用受到了很大的限制。Al-TM-RE(TM指过渡金属，RE指稀土元素)合金体系[9−10]，主要包括Al-Cu-RE、Al-Co-RE、Al-Ni-RE和Al-Fe-RE等，因其良好的非晶形成能力和较宽广的非晶形成范围而成为研究热点[11−12]。

预测铝合金的非晶形成能力和热稳定性，建立准确的相图热力学数据库是关键，因此可靠的Al-TM- RE相关体系相图信息必不可少[13−16]。而Al-Co-Er体系的相图信息仍然非常缺乏[17−19]，为此，本文利用扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)对Al-Co-Er系液相面投影图进行了研究。

1 实验方法

Al-Co-Er三元系相的晶体结构如表1所列[20, 29−34]。

本研究根据现有相图信息设计各个合金样品的成分，如表2中所列，并采用纯铝、纯钴、铒为原材料，按表2所列成分配样后，采用真空非自耗电弧炉在氩气保护下与吸氧钛一起熔炼，防止熔炼过程中合金氧化。为了保证样品的组织均匀性，每个纽扣样在熔炼过程中至少要翻转重熔3次，每个样品的质量限制在10 g左右，质量损失不超过1%。

熔炼得到的铸态合金样品经抛光后，采用扫描电子显微镜(SEM，Quanta 200)观察显微组织。采用电子探针显微分析(EPMA，JEOL JXA-8530F)测定每个样品中各物相的成分组成，测定结果标准偏差为±0.5%(摩尔分数)。采用X射线衍射仪(XRD，Rigaku D-max/2500)，在40 kV工作电压和200 mA工作电流下，对合金样品进行物相识别，并利用Jade 6.0程序对得到的合金样品衍射图谱进行分析，得到物相鉴别结果。

表1 文献报道的Al-Co-Er体系金属间化合物晶体结构数据

表2 Al-Co-Er三元系铸态样品相组成及凝固通道(1#～6#)

2 结果与讨论

为了清楚了解Al-Co-Er三元系中的相关系和合金的凝固过程，本工作熔炼得到30个铸态合金样品，并对每个样品的铸态组织结构开展了一系列实验分析，基于XRD及EPMA的测试结果，分析每个铸态合金样品的凝固析出序列，从而绘制出Al-Co-Er三元体系的液相面投影图。通过SEM、XRD及EPMA测定得到的相组成结果及分析所得凝固通道如表2～5所列，且本文对其中18个较有代表性的铸态样品微观形貌进行具体分析。

铸态样品1#的合金设计成分为Al85Co5Er10，图1所示为样品1#的微观组织形貌及XRD分析图谱。根据图1(b)中XRD结果及EPMA数据确定图1(a)中的浅灰色相为Al3Er，深灰色相为Al9Co2，黑色相为Al。据此如图1(a)所示，初生相明显是呈块状析出的Al3Er(浅灰色相)，并且能清晰看到Al(黑色相)、Al9Co2(深灰色相)和Al3Er(浅灰色相)组成的三元共晶组织(Al+Al3Er+Al9Co2)，因此推测样品的凝固析出序列为L→Al3Er，L→Al+Al3Er+Al9Co2，并且在初生相Al3Er中观察到明显的次生(Al)Ⅱ相。

图2所示为样品2#的微观组织形貌及XRD分析图谱。如图2(a)所示，样品2#铸态合金77.5Al-20Co -2.5Er的初生相为大块浅灰色相，根据图2(b)中的XRD结果和表2中的EPMA数据，确定为Al19Co6Er2三元化合物相。Al(黑色相)、Al3Er(白色相)和Al9Co2(深灰色相)在初生Al19Co6Er2相的晶界处形成三元共晶组织，因此推断发生三元共晶反应L→Al+Al3Er+Al9Co2。样品的凝固析出顺序即为L→Al19Co6Er2，L→Al+ Al3Er+Al9Co2。

表3 Al-Co-Er三元系铸态样品相组成及凝固通道(7#～15#)

图3所示为样品3#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，可以确定黑色相为Al9Co2，深灰色相为Al3Co，浅灰色相为Al19Co6Er2，白色相为Al3Er。仔细观察图3(a)可以发现，大体上Al3Co(深灰色相)和Al19Co6Er2(浅灰色相)呈片层状组织，因此推断初生相为(Al3Co+Al19Co6Er2)二元共晶组织。在Al3Co(深灰色相)晶界处，Al9Co2(黑色相)包围着Al3Co(深灰色相)析出，结合AlCo二元相图推断此处发生包晶反应：L+Al3Co→Al9Co2。而在Al3Co(深灰色相)晶界处还能观察到Al9Co2(黑色相)和Al3Er(白色相)的二元共晶组织，因此推断最终还发生了包共晶反应：L+Al3Co→ Al9Co2+Al3Er。但根据Al-Co边际二元相图可知，这里应该发生了连续包共晶反应，因此推断铸态样品3#的凝固析出序列为L→Al19Co6Er2+Al3Co，L+Al3Co→ Al13Co4+Al3Er，L+Al13Co4→Al9Co2+Al3Er。

表4 Al-Co-Er三元系铸态样品相组成及凝固通道(16#～26#)

表5 Al-Co-Er三元系铸态样品相组成及凝固通道(27#～30#)

图1 铸态样品1#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图2 铸态样品2#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图3 铸态样品3#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图4所示为样品4#的微观组织形貌及XRD分析图谱。图4(a)为样品4#的显微组织，分析可得，白色相和灰色相层状交替析出，黑色相在灰色相晶界处析出，结合图4(b)的XRD结果及EPMA数据，可以确定初生相为Al13Co4(灰色相)和Al19Co6Er2(白色相)组成的二元共晶组织(Al13Co4+Al19Co6Er2)，在Al13Co4(灰色相)晶界处，发生包晶反应：L+Al13Co4→ Al9Co2。由此铸态样品4#的凝固析出序列确定为L→ Al19Co6Er2+Al13Co4，L+Al13Co4→Al9Co2。

图5所示为样品5#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相为Al13Co4(深灰色相)和Al19Co6Er2(浅灰色相)组成的二元共晶组织(Al13Co4+Al19Co6Er2)，根据Al13Co4(深灰色相)晶界处析出的Al9Co2(黑色相)和Al3Er(白色相)可以推断发生包共晶反应：L+Al13Co4→Al9Co2+Al3Er。由此推断铸态样品5#的凝固析出序列为L→Al19Co6Er2+Al13Co4，L+Al13Co4→Al9Co2+Al3Er。

图6所示为样品6#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相应为Al19Co6Er2(浅灰色相)，周围包裹的Al9Co2(深灰色相)推断是由包晶反应L+ Al19Co6Er2→Al9Co2生成的，而在大块的包晶组织间隙中还存在Al(黑色相)、Al3Er(白色相)和Al9Co2(深灰色相)组成的共晶组织，推测发生了三元共晶反应L→Al+Al3Er+Al9Co2。综上，可推断样品6#凝固析出序列为L→Al19Co6Er2，L+Al19Co6Er2→Al9Co2，L→Al+ Al3Er+Al9Co2。

图7所示为样品8#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，白色相被浅灰色相包围，浅灰色相被黑色相包围，在块状黑色相间隙还能观察到白色相、浅灰色相、深灰色相三相组成的共晶组织。根据图7(b)中的XRD结果及表2中的EPMA数据可推断，初生相为Al9Co3Er2(白色相)，然后发生包晶反应，生成Al19Co6Er2(浅灰色相)，Al19Co6Er2发生包晶反应生成Al9Co2(黑色相)，最终发生三元共晶反应，生成Al9Co2(黑色相)、Al9Co3Er2(白色相)和Al12Co4Er3(深灰色相)组成的三元共晶组织。因此推断样品8#的凝固析出序列为L→Al9Co3Er2，L+Al9Co3Er2→Al19Co6Er2，L+Al19Co6Er2→Al9Co2，L→Al9Co2+Al9Co3Er2+Al12Co4Er3。

图4 铸态样品4#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图5 铸态样品5#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图6 铸态样品6#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图7 铸态样品8#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图8所示为样品10#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，白色的Al2Er相被浅灰色的Al3Er相包围，浅灰色相周围析出深灰色的Al9Co3Er2相，推断Al2Er晶界处发生包晶反应析出Al3Er，在Al3Er相晶界处发生包晶反应析出Al9Co3Er2。据此推断，铸态样品10#的凝固顺序为L→Al2Er，L+Al2Er→Al3Er，L+Al3Er→Al9Co3Er2。

图9所示为样品13#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相为团状析出的AlCo(灰色相)，剩余液相与AlCo发生包共晶反应生成Al5Co2(黑色相)和Al9Co3Er2(白色相)组成的二元共晶。由此可得铸态样品13#的凝固析出序列为L→AlCo，L+AlCo→ Al5Co2+Al9Co3Er2。

图8 铸态样品10#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图9 铸态样品13#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图10所示为样品14#的微观组织形貌及XRD分析图谱，如图10(a)所示为样品14#的显微组织形貌，根据XRD结果和EPMA数据可知，初生相为Al9Co3Er2(黑色相)，在相晶界处发生包共晶反应，生成Al9Co3Er2(黑色相)包裹着Al2Er(白色相)和Al12- Co4Er3(灰色相)组成的包共晶。由此推断，样品14#的凝固析出顺序为L→Al9Co3Er2，L+Al9Co3Er2→Al2Er+ Al12Co4Er3。

图11所示为样品16#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，黑色相为Al2Er，灰色相为AlEr，浅灰色相为Al5Co4Er11，白色相为Al2Er3。根据显微组织形貌推断初生相为Al2Er，接着发生包共晶反应生成共晶组织(AlEr+Al2Er3)，最终发生三元共晶反应生成三元共晶(AlEr+Al2Er3+Al5Co4Er11)。综上可推样品16#的凝固析出序列为L→Al2Er，L+Al2Er→AlEr+Al2Er3，L→AlEr+Al2Er3+Al5Co4Er11。

图12所示为样品18#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，铸态合金样品18#的显微组织形貌为大范围析出的λ(白色相)，被AlCo(黑色相)和AlCo2Er(灰色相)的二元共晶所覆盖。由此推断初生相为AlCo2Er(灰色相)，在晶界处发生包共晶反应生成(AlCo+AlCo2Er)二元共晶。综上可得合金样品18#的凝固析出序列为L→λ，L+λ→AlCo+AlCo2Er。

图10 铸态样品14#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图11 铸态样品16#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图12 铸态样品18#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图13所示为样品19#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，样品19#的显微组织大体为Al3-CoEr2(黑色相)和Al3Co3Er14(白色相)组成的共晶组织，AlEr(灰色相)和AlEr2(浅灰色相)在晶界处共同析出，据此推断，该样品成分下的初生相为共晶(Al3-CoEr2+Al3Co3Er14)，在Al3Co3Er14晶界处发生共晶反应生成(AlEr+AlEr2)共晶组织。由此推知样品19#的凝固析出顺序是L→Al3CoEr2+Al3Co3Er14，L+Al3Co3Er14→AlEr+AlEr2。

图14所示为样品20#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，铸态合金样品20#凝固后的微观组织形貌表明初生相为灰色的AlCo2Er，在晶界处产生三元包共晶反应生成的AlCo(黑色相)和λ(白色相)组成的二元共晶。可推知该合金样品成分下的凝固析出序列为L→AlCo2Er，L+ AlCo2Er→AlCo+λ。

图15所示为样品22#的微观组织形貌及XRD分析图谱。根据合金样品22#的显微组织形貌，结合XRD结果及EPMA数据可推知，初生相为λ(深灰色相)，接着发生二元共晶反应生成λ和CoEr3(白色相)组成的二元共晶，剩余液相发生三元共晶反应生成λ、CoEr3和AlEr2(浅灰色相)组成的三元共晶。由此推知该合金样品凝固顺序为L→λ，L→λ+CoEr3，L→λ+CoEr3+ AlEr2。

图13 铸态样品19#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图14 铸态样品20#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图15 铸态样品22#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图16所示为样品26#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相为浅灰色相，剩余液相在晶界处发生共晶反应生成黑色相和浅灰色相的二元共晶。结合图16(b)中的XRD及EPMA结果可知，浅灰色相为Co7Er12，黑色相为AlCo。综上，样品26#的凝固析出序列为L→Co7Er12，L→AlCo+Co7Er12。

图16 铸态样品26#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图17所示为样品27#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相为团状规则析出的深灰色AlCo相，剩余液相发生共晶反应生成AlCo相和白色的Co17Er2相组成的二元共晶组织(AlCo+Co17Er2)。由此推断样品27#的凝固析出序列为L→AlCo，L→AlCo+Co17Er2。

图18所示为样品28#的微观组织形貌及XRD分析图谱。由图可知，初生相为大面积析出的浅灰色相，晶界间隙生成黑色相与浅灰色相组成的二元共晶。结合XRD及EPMA数据分析可得，浅灰色相为Co7Er2，黑色相为AlCo，由此确定样品28#的凝固析出序列为L→Co7Er2，L→AlCo+Co7Er2。并且结合图16～18的分析结果以及Co-Er边际二元相图，即可推知Al-Co- Er体系液相面投影图中富Co-Er端的凝固通道。

图17 铸态样品27#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图18 铸态样品28#的背散射电子像(a)和X射线衍射谱(b)

图19 Al-Co-Er三元系液相面投影图

通过对30个铸态样品的凝固通道分析，可推出Al-Co-Er三元体系的液相面投影图，绘制于图19中，其中可以分析推断出的四相反应共25个，其中三元共晶反应8个：L→Al+Al3Er+Al9Co2，L→AlEr+Al2Er3+ Al5Co4Er11，L→λ+AlCo2Er2+AlCo2Er6，L→Co3Er+Al- Co2Er2+AlCo2Er，L→Al9Co2+Al9Co3Er2+ Al12Co4Er3，L→AlCo+Co2Er+Co7Er12，L→AlCo+Co5Er+Co17Er2，L→AlCo+αCo+Co17Er2；包共晶反应17个：L+AlCo →Al5Co2+Al3Er，L+Al5Co2→Al3Co+Al3Er，L+ Al3Co→ Al13Co4+Al3Er，L+Al13Co4→Al9Co2+Al3Er，L+Al19Co6-Er2→AlCo+Al9Co3Er2，L+Al2Er→Al3Er+Al9Co3Er2，L +Al9Co3Er2→Al2Er+Al12Co4Er3，L+Al12Co4Er3→λ+Al2Er，L+Al2Er→AlEr+Al2Er3，L+Al3Co3-Er14→AlEr+ AlEr2，L+Al12Co4Er3→λ+AlCo，L+λ→ AlCo+AlCo2Er，L+λ→AlCo2Er+AlCo2Er2，L+Er→ CoEr3+Co7Er12，L+ Co3Er→Co2Er+AlCo，L+Co3Er→Co7Er2+AlCo，L+Co7-Er2→Co5Er+AlCo。

3 结论

对Al-Co-Er铸态合金的凝固组织和相组成进行了系统研究，共测到10个三元化合物相，建立了多条合金凝固通道，并以此为基础，结合文献中已报道的边际二元系相图绘制出Al-Co-Er三元体系的液相面投影图，推断出25个四相平衡反应，其中8个三元共晶反应，17个包共晶反应。

[1] WLIM A. Physikalisch-metallurgische untersuchungen über magnesiumhaltige aluminium legierungen[J]. Metall. Z. Gesamte Hüttenkunde, 1911, 8: 225–227.

[2] HORNBOGEN E. Hundred years of precipitation hardening[J]. Journal of Light Metals, 2001, 1(2): 127–132.

[3] WANG W H. Correlations between elastic moduli and properties in bulk metallic glasses[J]. Journal of Applied Physics, 2006, 99(9): 093506.

[4] SXHIOTZ J, JACOBSEN K W. A maximum in the strength of nanocrystalline copper[J]. Science, 2003, 301(5638): 1357− 1359.

[5] DURSUN T, SOUTIS C. Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys[J]. Materials & Design, 2014, 56(4): 862−871.

[6] CHEN J H, COSTAN E, HUIS M A, et al. Atomic pillar-based nanoprecipitates strengthen AlMgSi alloys[J]. Science, 2006, 312(5772): 416−419.

[7] MARTIN J H, YAHATA B D, HUNDLEY J M, et al. 3D printing of high-strength aluminium alloys[J]. Nature, 2017, 549(7672): 365−369.

[8] WANG Z, QU R T, SCUDINO S, et al. Hybrid nanostructured aluminum alloy with super-high strength[J]. NPG Asia Mater, 2015, 7(12): e229−e306.

[9] INOUE A. Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based systems[J]. Progress in Materials Science, 1998, 43(5): 365−520.

[10] WU N, ZUO L, WANG J, et al. Designing aluminum-rich bulk metallic glasses via electronic-structure-guided microalloying[J]. Acta Materialia, 2016, 108: 143−151.

[11] PRASHANTH K G, SHAHABI H S, ATTAR H, et al. Production of high strength Al85Nd8Ni5Co2alloy by selective laser melting[J]. Additive Manufacturing, 2015, 6: 1−5.

[12] RIANI P, FRECCERO R, SUFRYD K, et al. The 500 ℃ isothermal Section of the Al-Co-Nd Ternary System[J]. Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 2020, 41:347−364.

[13] INOUE A, HORIO Y, KIM Y H. Elevated-temperature strength of an Al88Ni9Ce2Fe1amorphous alloy containing nanoscale FCC-Al particles[J]. Materials Transactions JIM, 33(1992): 669−674.

[14] ZHOU X, LI X Y, LU K. Enhanced thermal stability of nano-grained metals below a critical grain size[J]. Science, 2018, 360(6388): 526−530.

[15] ZHOU X, LI X Y, LU K. Size dependence of grain boundary migration in metals under mechanical loading[J]. Physical Review Letters, 2019, 122(12): 126101.

[16] SAUNDERS N, MIODOWNIK A P. CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams): A Comprehensive Guide: A Comprehensive Guide[M]. New York: Elsevier Science, 1998.

[17] GUILLET L. The constitution of alloys[J]. Le Génie Civil, 1902, 41: 169−172.

[18] GWYER A G C, ANORG Z. About the alloys of Al with Cu, Fe, Ni, Co, Pb and Cd[J]. Chemistry, 1908, 57: 113−153.

[19] PANTELEIMONOV L A, BADTIEV E B, ALESHINA L V. A study of alloys in the aluminium-cobalt system[J]. Moscow University Chemistry Bulletin, 1974, 29: 91−92.

[20] MCALISTER A J. The Al-Co (aluminumecobalt) system[J]. Bull Alloy Phase Diagr, 1989, 10: 646−650.

[21] STEIN F, HE C, DUPIN N. Melting behaviour and homogeneity range of B2CoAl and updated thermodynamic description of the Al-Co system[J]. Intermetallics, 2013, 39: 58−68.

[22] DUPIN N, ANSARA I. Thermodynamic assessment of the system Al-Co[J]. Rev Metall, 1998, 95: 1121−1129.

[23] BUSHOW K H J, VUCHT J H N. The system erbium- aluminium and a comparison with the system yttrium- aluminium[J]. Z Metallkd, 1965, 56: 9−13.

[24] CACCIAMANI G, SACCONE A, DE NEGRI S, et al. The Al-Er-Mg Ternary system part II: Thermodynamic modeling[J]. Journal of Phase Equilibria, 2002, 23(1): 38−50.

[25] BUSHOW K H J. Rare-earth cobalt intermetallic compounds[J]. Philips Research Reports, 1971, 26: 49−64.

[26] OKAMOTO H. Co-Er (Cobalt-Erbium)[J]. Journal of Phase Equilibria, 1996, 17(4): 368−368.

[27] WU C H. Re-investigation of the Er-Co Binary System[J]. Z Metallkd, 1993, 84: 170−173.

[28] OKAMOTO H, MASSALSKI T B. Co-Er (Cobalt-erbium)[J]. Journal of Phase Equilibria, 1993, 14(3): 316−339

[29] VILLARS P. Pearson’s Handbook[M]. ASM International: Metals Park, Ohio, 1997.

[30] OESTERREICHER H. X-ray and neutron diffraction study of ordering on crystallographic sites in rare-earth-base alloys containing aluminium and transition metals[J]. the Less- Common Metals, 1973, 33: 25−41.

[31] OESTERREICHER H, WALLACE W E. Studies of pseudo-binary laves-phase systems containing lanthanides: I. Constitution and magnetic properties of the GdAl2-GdFe2, GdA12-GdCo2and ErCo2-ErA12systems[J]. Journal of the Less Common Metals, 1967, 13(1): 91−102.

[32] ROUTSI C, YAKINTHOS J K. Crystal structure and magnetic properties of R2Co3A19compounds (R=Y, Pr, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm)[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2001, 323/324: 427−430.

[33] PANI M, MERLO F, FORNASINI M L. Structure and transport properties of the R2Co2Al compounds(R=Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y)[J]. Zeitschrift Fur Kristallographie, 2002, 217(7/8): 415−419.

[34] DOUGLAS A M B. The structure of Co2A19[J]. Acta Crystallographic A, 1950, 3: 19−24.

Liquidus surface projection for the Al-Co-Er ternary system

ZHENG Linghong, ZHANG Ligang, ZHAO Fenyan, LIU Libin, WANG Dong, WU Chenjian

(School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Recently, global warming and energy issues have attracted more and more attention, with the rapid economic development. In order to promote the sustainable development of resources light weight and high performance of materials can save resources and protect the environment. Aluminum alloys have important applications in the field of aerospace and transportation. The study of phase diagrams of related systems can provide important basic data for the design of high-strength aluminum alloys. The liquidus surface projections of the Al-Co-Er system were studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electron probe micro-analysis (EPMA) techniques. A total of 10 ternary compound phases were measured and a number of alloy solidification channels were established. On this basis, the projection of liquidus in Al-Co-Er ternary system was constructed by combining with the phase diagram of binary system reported in literature. In conclusion, 25 four-phase equilibrium reactions were deduced, of which 8 reactions were ternary eutectic and 17 reactions were ectoectic.

Al-Co-Er; aluminum alloys; liquidus surface projection; phase diagram

TG113.14

A

1673-0224(2021)04-285-13

国家自然科学基金资助项目(51871248)

2021−04−08；

2021−05−31

章立钢，副教授，博士。电话：0731-88876692；E-mail: ligangzhang@csu.edu.cn

(编辑 高海燕)