铈镧合金室温压缩变形行为
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在常压条件下，α 相、β 相和 γ 相即可稳定存在，且通 过改变温度和压力等条件，三者可以相互转化，因此在这方 面受到了学者的广泛关注 。 [7-9]
金 属 铈（Ce）和 镧（La）的 原 子 半 径 相 差 不 大，仅 为 1.48%，其原子半径分别为 2.7Å 和 2.74Å ；并且其电负性也
收稿日期 ：２０２１－０１ 基金项目 ：装备预研重点实验室基金 （Ｎｏ．６１４２Ａ０２１９０１１２） 科学挑战计划 专题（Ｎｏ．ＪＤＺＺ２０１８００６－０３０５－０３ 和 Ｎｏ．ＪＣＫＹ２０１６２１２Ａ５０６－０１０７）。 作者简介 ：徐文良，男，生于 １９９１ 年，硕士，工程师，研究方向 ：材料加 工技术。
和抗压强度分别为 ４６．６ ＭＰａ 和 ２５５．５ ＭＰａ，但是却表现出优异的室温塑性，最大真应变达到 ０．４７５。经过室温压缩后，铈
镧合金的显微硬度由铸态的 ３１．３±０．９ＨＶ 显著提高至 ３９．０±１．０ＨＶ。铈镧合金在室因变形更为剧烈，孪生变形比例增加。
铈 (Ce) 是镧系金属中一种元素，其原子序数为 58，主要 存在于天然矿石如独居石、氟碳铈矿中，也少量存在于核反 应产物中，是丰度最高的稀土元素 [1]。铈具有独特的 4f 电子 结构，很大程度上决定了其丰富的相结构特点 [2]，因其独特 的相变行为，受到了研究人员的广泛关注，综合国内外研究 结果 [4-6]，目前已经发现的固态相有 7 种 ：α 相 (FCC 结构 )， β 相 (DHCP 结 构 )，γ 相 (FCC 结 构 )，δ 相 (BCC 结 构 )， α’ 相 (C-type orthorhombic or theα-U structure)， α”相 (C2/m monoclinic) 和 ε 相 (BCT 结 构 )。在 标 准 大 气 压 下，当 温 度 低 于 110K 时，α 相 是 稳 定 的 ；β 相 稳 定 存在的温度区间为 45~275K ；而 γ 相稳定存在温度区间 为 270~999K ；δ 相为高温相，其稳定存在的温度区间为 999~1071K( 熔点 )。
关键词 ：铈镧合金 ；室温压缩 ；显微组织 ；加工硬化
中图分类号 ：ＴＧ１４６．２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００２－５０６５（２０２１）０３－０１４０－３
Compression deformation behavior of Cerium-lanthanum alloy at room temperature
XU Wen-liang, CUI Qi, LI Cheng-jie*
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ； Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｊｉａｎｇｙｏｕ ６２１７００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ａｓ－ｃａｓｔ Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ Ｖｉｃｋｅｒｓ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｃｅ－５ｗｔ． ％Ｌａ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ４６．６ ＭＰａ ａｎｄ ２５５．５ ＭＰａ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ａｓ－ｃａｓｔ Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｒｕｅ ｓｔｒａｉｎ ｉｓ ０．４７５． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｃｅ－ ５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ ３１．３±０．９ＨＶ ｏｆ ａｓ－ｃａｓｔ ａｌｌｏｙ ｔｏ ３９．０±１．０ＨＶ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ａｆｔｅｒ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｅｒｉｕｍ－Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｌｉｐ ａｎｄ ｔｗｉｎｎｉｎｇ ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅ－５ｗｔ． ％Ｌａ ａｌｌｏｙ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｔｗｉｎ－ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｔ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｓｅｖｅｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Keywords: Ｃｅｒｉｕｍ－ｌａｎｔｈａｎｕｍ ａｌｌｏｙ； Ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ； Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； Ｗｏｒｋ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ
基本接近，分别为 1.12 和 1.10。根据 Hume-Rothery 规则， 在金属 Ce 中添加 La 元素，形成的二元合金体系为连续固溶 体，即 Ce-La 合金为单一且均匀的相 [10]。尽管多年来，关于 铈与铈镧合金的相变行为等方面的研究较多，但关于铈与铈 镧合金力学性能以及塑性变形行为等方面的研究却鲜有报 道 。 [11]
L 前沿技术 eading-edge technology
铈镧合金室温压缩变形行为
徐文良，崔 奇，李成杰*
（中国工程物理研究院材料研究所，四川 江油 ６２１７００）
摘 要 ：本文以铸态 Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ 合金为初始材料，在室温条件下，利用万能力学试验机对其进行压缩变形，并利用光
学显微镜和维氏硬度计对压缩变形前后试样的显微组织和显微硬度进行研究。结果表明，Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ 合金的屈服强度
金 属 铈（Ce）和 镧（La）的 原 子 半 径 相 差 不 大，仅 为 1.48%，其原子半径分别为 2.7Å 和 2.74Å ；并且其电负性也
收稿日期 ：２０２１－０１ 基金项目 ：装备预研重点实验室基金 （Ｎｏ．６１４２Ａ０２１９０１１２） 科学挑战计划 专题（Ｎｏ．ＪＤＺＺ２０１８００６－０３０５－０３ 和 Ｎｏ．ＪＣＫＹ２０１６２１２Ａ５０６－０１０７）。 作者简介 ：徐文良，男，生于 １９９１ 年，硕士，工程师，研究方向 ：材料加 工技术。
和抗压强度分别为 ４６．６ ＭＰａ 和 ２５５．５ ＭＰａ，但是却表现出优异的室温塑性，最大真应变达到 ０．４７５。经过室温压缩后，铈
镧合金的显微硬度由铸态的 ３１．３±０．９ＨＶ 显著提高至 ３９．０±１．０ＨＶ。铈镧合金在室因变形更为剧烈，孪生变形比例增加。
铈 (Ce) 是镧系金属中一种元素，其原子序数为 58，主要 存在于天然矿石如独居石、氟碳铈矿中，也少量存在于核反 应产物中，是丰度最高的稀土元素 [1]。铈具有独特的 4f 电子 结构，很大程度上决定了其丰富的相结构特点 [2]，因其独特 的相变行为，受到了研究人员的广泛关注，综合国内外研究 结果 [4-6]，目前已经发现的固态相有 7 种 ：α 相 (FCC 结构 )， β 相 (DHCP 结 构 )，γ 相 (FCC 结 构 )，δ 相 (BCC 结 构 )， α’ 相 (C-type orthorhombic or theα-U structure)， α”相 (C2/m monoclinic) 和 ε 相 (BCT 结 构 )。在 标 准 大 气 压 下，当 温 度 低 于 110K 时，α 相 是 稳 定 的 ；β 相 稳 定 存在的温度区间为 45~275K ；而 γ 相稳定存在温度区间 为 270~999K ；δ 相为高温相，其稳定存在的温度区间为 999~1071K( 熔点 )。
关键词 ：铈镧合金 ；室温压缩 ；显微组织 ；加工硬化
中图分类号 ：ＴＧ１４６．２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００２－５０６５（２０２１）０３－０１４０－３
Compression deformation behavior of Cerium-lanthanum alloy at room temperature
XU Wen-liang, CUI Qi, LI Cheng-jie*
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ； Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｊｉａｎｇｙｏｕ ６２１７００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ａｓ－ｃａｓｔ Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ Ｖｉｃｋｅｒｓ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｃｅ－５ｗｔ． ％Ｌａ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ４６．６ ＭＰａ ａｎｄ ２５５．５ ＭＰａ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ａｓ－ｃａｓｔ Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｒｕｅ ｓｔｒａｉｎ ｉｓ ０．４７５． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｃｅ－ ５ｗｔ．％Ｌａ ａｌｌｏｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ ３１．３±０．９ＨＶ ｏｆ ａｓ－ｃａｓｔ ａｌｌｏｙ ｔｏ ３９．０±１．０ＨＶ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ａｆｔｅｒ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｅｒｉｕｍ－Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｌｉｐ ａｎｄ ｔｗｉｎｎｉｎｇ ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅ－５ｗｔ． ％Ｌａ ａｌｌｏｙ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｔｗｉｎ－ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｔ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｓｅｖｅｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Keywords: Ｃｅｒｉｕｍ－ｌａｎｔｈａｎｕｍ ａｌｌｏｙ； Ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ； Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； Ｗｏｒｋ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ
基本接近，分别为 1.12 和 1.10。根据 Hume-Rothery 规则， 在金属 Ce 中添加 La 元素，形成的二元合金体系为连续固溶 体，即 Ce-La 合金为单一且均匀的相 [10]。尽管多年来，关于 铈与铈镧合金的相变行为等方面的研究较多，但关于铈与铈 镧合金力学性能以及塑性变形行为等方面的研究却鲜有报 道 。 [11]
L 前沿技术 eading-edge technology
铈镧合金室温压缩变形行为
徐文良，崔 奇，李成杰*
（中国工程物理研究院材料研究所，四川 江油 ６２１７００）
摘 要 ：本文以铸态 Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ 合金为初始材料，在室温条件下，利用万能力学试验机对其进行压缩变形，并利用光
学显微镜和维氏硬度计对压缩变形前后试样的显微组织和显微硬度进行研究。结果表明，Ｃｅ－５ｗｔ．％Ｌａ 合金的屈服强度