钨元素和真空度对Fe基非晶的制备和性能的影响

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-xZr8Mo5WxB17(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。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

本文的创新与主要贡献

第一章 绪论

1.1 铁基非晶态合金概述

1.2 非晶态合金的形成和制备

1.3 非晶态合金的结构及结构弛豫

1.4 非晶态合金的晶化行为

1.5 本文的研究目的和主要内容

1.5.1 本文的研究目的

1.5.2 本文的研究内容

参考文献

第二章 试验研究方法

2.1 样品的制备

2.1.1 电弧熔炼制备母合金

2.1.2 熔体急冷法制备非晶薄带

2.1.3 熔体吹铸法制备棒状样品

2.2 研究技术路线

2.3 研究方法

2.3.1 X射线衍射分析(XRD)

2.3.2 差示扫描量热分析(DSC)

2.3.3 热膨胀测量仪(DIL)

第三章 Fe-Co-Zr-Mo-W-B合金的微观结构及热膨胀行为

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 合金的微观结构和非晶形成能力

3.4 合金的热膨胀行为

3.5 合金的黏度值和硬度值

3.6 合金的非晶形成能力和其它参数之间的关系

3.7 合金的黏度值和脆性

3.8 本章小结

参考文献

第四章 Fe-Co-Zr-Mo-W-B合金的晶化行为

4.1 引言

4.2 合金的微观分析

4.3 合金的晶化行为

4.3.1 合金的等时晶化

4.3.2 合金的等温晶化

4.3.3 合金等温晶化的形核和长大

4.4 本章小结

参考文献

第五章 结论

致谢

附录

学位论文评阅及答辩情况表