钨元素和真空度对Fe基非晶的制备和性能的影响

作     者：张集滕 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王伟民

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：铁基非晶 非晶形成能力 热膨胀 初晶晶化 

摘      要：铁基非晶合金作为一种新型结构和功能材料,不仅具有极高的强度、耐磨性和耐腐蚀性,而且还表现出优良的磁学性能,具有广泛的应用前景。本文以六元铁基非晶合金作为研究对象,重点研究铁基非晶的非晶形成能力、力学性能、微观结构、热稳定性能、晶化行为等,同时研究了真空度和钨含量对其性能的影响。 通过铜轮甩带法和铜模浇注法,在不同真空度的条件下,制备出成分为Fe61Co9-xZr8o5xB17(x=0和2)非晶带和非晶棒。利用XRD、SEM、TEM等实验手段,分析所得试样的微观结构;利用显微硬度计,测量了样品的硬度值;利用DSC和DIL方法,研究了试样的热稳定性能、初晶晶化行为、热膨胀行为等热性能,并且通过对等时和等温DSC的数据进行分析计算,研究了试样的晶化动力学,通过一种新的计算方法,得到形核激活能和生长激活能。 通过对直径为2mm的棒材进行分析,发现合金的非晶形成能力受真空度和钨含量共同影响,不同真空度下得到的合金,钨含量对其合金非晶形成能力的影响不同,可用类三元相图加以解释;无论在高真空度还是低真空度条件下制备出的合金,添加元素钨可以提高合金的黏度和硬度,降低合金的脆性;合金的非晶形成能力越好,对应的该合金晶体和非晶之间的热膨胀系数差值越大,这可以利用自由体积模型来解释。 通过对非晶带进行测试分析,发现在高真空度下甩出的条带,添加钨元素有利于提高合金的非晶形成能力;通过比较Kissinger方程计算出的晶化激活能,发现添加元素钨可以提高条带的热稳定性;利用KJMA方程,分析等温DSC数据,发现条带的生长方式为长程扩散型,初期为一维生长,后期的三维生长,并且钨元素抑制了初晶晶化过程中的形核,促进了初晶晶化过程中的生长。