5083铝管球形/豆瓣形Al3Er粒子与基体保持较好的共格/半共格关系,具体的晶体位向关系为:[111]m∥[111]sp,(110)m∥(110)sp,(101)m∥(101)sp;[011]m∥[011]s,(100)m∥(200)sp.根据球面应变的对称性来判定粒子的共格性,次生的球形/豆瓣形Al3Er粒子是在退火过程中从α-Al的过饱和固溶体中分解析出的.豆瓣形的A13Er粒子尺寸相对较小、而球形的Al3Er粒子尺寸相对较大,这是Al3Er粒子在长大的不同阶段所表现出来的形貌差别.图3中的1,2,3,4所示分别代表不同长大阶段的Al3Er粒子:1—尺寸较小保持共格状态→2—粒子继续长大保持共格状态→3—半共格状态→4—尺寸进一步长大逐渐失去共格性.实验合金在280℃/8 h+470℃/10 h退火状态下的典型形貌如图1所示.可以看出,在合金[011]Al晶带轴下观察时,合金中出现了3种不同类型的析出物:(1)尺寸在10—50 nm的球形析出物;(2)尺寸在几十到几百纳米的具有低的高宽比,通常称之为斜方晶体(R)的类球形析出物;5083铝管尺寸较大的具有大的高宽比,称之为板条形(P)析出物.尺寸不同的球形析出物呈现豆瓣形和球形两种形貌,旋转样品进行观察的结果表明,那些针状析出相的真实形貌是板条形.这些尺寸与形状不同的析出物将对合金的综合性能产生较大的影响.对类球形和板条形的(Mn,Fe)Al6析出物已有较多报道,此处不再讨论.对合金中析出的尺寸为10—50 nm的球形/豆瓣形粒子进行能谱(EDS)(图1b)及选区电子衍射花样(SAEDP)分析.EDS分析结果表明,除了基体中的Al和Mg外,只有Er元素存在,α-Al基体斑点和球形粒子的超点阵斑点均属立方结构,前者为面心立方,后者为简单立方,结合文献合金可知该粒子为Al3Er相.Al3Er相的结构属于Pm3m空间群(AuCu3结构)合金,L12型晶体结构,它的晶格常数(0.4215 nm)与α-Al基体的结构与点阵常数(fcc结构,a=0.4049 nm)5083铝管较为接近,易于与基体保持共格或半共格的取向关系,可以作为合金的有效强化相.在铸锭的均匀化退火过程中,粒子半径在12 nm以下(图3a)的Al3Er粒子呈现出豆瓣形,与基体保持完全共格状态;半径在12—20 nm之间(图3b)的Al3Er粒子呈现出球形,与基体呈现半共格状态.常温下,Al3Er粒子与基体间的错配度仅有3.8%,退火过程中Al3Er粒子发生从共格到半共格的转变.5083铝管生长的过程中,粒子的共格性对其粗化和合金性质具有重大的影响.首先,随着粒子共格性的减弱,粒子的粗化速率增大,表现为粒子的体积增大以及合金的变质;另外,共格性的减弱将会影响到位错的移动和晶界的迁移.粒子从完全共格变为局部共格,粒子与周围基体的共格畸变减弱,对位错运动的阻碍作用亦就减少,硬度开始下降计算得出的Al3Er粒子的共格/半共格转变半径rt=9.44 nm与实验结果相近.推测Al3Er粒子粗化阶段失去完全共格性半径变化范围在12—20 nm之间.