论文部分内容阅读
从热力学过冷的角度研究合金组织的演化,探讨过冷度和组织之间的对应关系,寻求合金凝固及非晶形成过程中的普遍规律是相当有意义的。本文以玻璃熔融净化和循环过热的方式进行深过冷实验,研究了多元Co基合金的凝固特征。主要内容和结论有: 确定了(Co0.68Fe0.32)80B20合金在不同过冷度凝固时的相组成。(Co0.68Fe0.32)80B20合金处于相图中的包共晶成分点附近,随着过冷度的增大,包共晶反应的程度减小,初生相在最终合金组织中的比例增大。当△T=68K时,凝固组织仅由γ(FeCo)和(Fe,Co)2B组成;当△T=80K时,合金中主要由γ(FeCo)和(Fe,Co)2B组成,在整体中有嵌有少量Co3B相;当△T=110K时,合金中Co3B相参与了γ(FeCo)和(Fe,Co)2B的竞争形核,并且存在于最终的深过冷组织之中。 考察了(Co0.68Fe0.32)80B20合金组织随着过冷度变化的演变规律。随着过冷度的增大,凝固组织分别呈枝状晶,等轴晶,共晶,非规则共晶,近无偏析凝固组织。晶粒度和一次枝晶间距随着过冷度的增加而减小,晶粒细化过程中出现了明显的枝晶重熔现象。当合金近无偏析凝固时,次生相以点状的方式嵌套在初生相之中,并排列成“Y”状。 研究了深过冷(Co0.68Fe0.32)80B20合金的形核生长机制。通过经典形核理论对合金中各相的形核率和生长速率的计算发现,随着过冷的增加初生相Co3B的形核率一直是最大的,但是当△T>101K过后它与包共晶相γ(FeCo)和(Fe,Co)2B的形核率几近一致。当△T<82K时,Co3B相生长速率小于包共晶相;但△T>82K时Co3B相的生长速率逐渐大于其余两相。 分析了多元Co基非晶Co43Fe20B31.5Ta5.5和((Fe0.5Co0.5)0.75B0.2Si0.05)96Nb4合金凝固特点。当过冷度小于90K时,合金Co43Fe20B31.5Ta5.5中的主要析出相为Co3Ta和CoB,当过冷度大于90K时,Co20Ta2和FeB相逐渐在最终的凝固组织中显现出来。随着过冷度的增加,合金组织经历了树枝晶→柱状晶→等轴晶的变化趋势。并且观察到合金熔体中明显的相分离现象。((Fe0.5Co0.5)0.75B0.2Si0.05)96Nb4合金在深过冷条件下得到近无偏析凝固组织,其中含有Fe2Si和Co3Nb2Si相。