钴基全金属非晶合金带材的制备及其晶化行为研究

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本文采用单辊快凝法制备了Ni-Co-Nb-Ti、Co-Nb-Ti-M(M=Zr、Y、Hf、MO、 Ta.Fe).Co-Zr-Ta-M(M=Nb、Y、Hf、Mo、Ti、Fe)三个体系合金带材。并采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)分别研究了三个体系合金带材的非晶形成能力(GFA)和晶化行为,结果表明:(1)Ni60-xCoxNb25Ti15(x=30,50,60;at.%)合金体系的非晶形成能力随Co含量的增加而减弱。x=30%和x=50%时,形成完全的非晶态合金,而x=60%时,Co60Nb25Ti15合金带材为非晶态基体+Nb1.08Co1.92晶态相。(2)Ni30Co30Nb25Ti15非晶合金的晶化行为为一级晶化,具有明显的动力学效应。该非晶的晶化方式为多晶析出的共晶晶化,其晶化激活能Ex和晶化峰值激活能Ep分别为165.7kJ/mol和168.4kJ/mol。(3)Co60Nb25-xTi15Mx(x=5;M=Zr、Y、Hf、Mo、Ta;at.%)合金体系中,Zr和Y的添加有利于提高合金体系的GFA,但是Hf、Mo和Ta的添加不利于提高合金的GFA.Co-Nb-Ti-Zr体系的非晶形成成分范围为:Co60Nb25-xTi15Zrx(0<x<5;at%)。(4)Co60Nb20Ti15Zr5非晶带材为一级晶化,而Co60Nb20Ti15Y5非晶带材为二级晶化,这两种非晶合金具有明显的动力学效应且具有相似的晶化行为。Co60Nb20Ti15Zr5非晶合金的Ex、Ep分别为:149.5kJ/mol、126.2kJ/mol;Co60Nb20Ti15Y5非晶合金的晶化激活能分别为:Ex1=474kJ/mol、Ep1=332.5kJ/mol;Ex2=727kJ/mol、 Ep2=344.6kJ/mol。(5)三元CoZrTa合金体系的非晶成分范围为:C050+xZr40-xTa10(0≤x≤5;at%);在Co50Zr30Ta20-xMx(x=10; M=Nb、Y、Ti、Mo、Hf; at.%)合金体系中,分别添加Nb、Y和Ti元素可以提高合金的GFA,而Mo、Hf元素的添加不利于提高合金的GFA;四元CoZrNbTa合金体系的非品成分范围为Co60Zr30-xNbxTa10(10≤x≤20;at.%).(6)Co60Zr20Nb1oTa10非品带材的晶化行为为二级晶化,合金具有明显的动力学效应。该非晶带材各级晶化激活能Ex、Ep分别为:Ex1=167.9kJ/mol、Ep1=158.4kJ/mol; Ex2=315.5kJ/mol、Ep2=244.6kJ/mol。(7)Co60-xFexNb20Ti15Zr5(x=10,20,30;at.%)合金体系和Co50Fe10Zr20Nb10Ta10合金带材未能形成非晶态结构,说明Fe元素的添加不利于形成非晶态合金。
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