熔体快淬非晶Fe-Si-B-Cu合金的晶化行为

采川筹热扫描量热分析(DSC)、x射线衍射分析(xRD)以及透射电镜技术(TEM)对熔体快淬非晶薄带Fe75.5Si13.5B9Cu2的晶化行为进行研究.结果表明:在不同升温速率下的DSC曲线中出现两个放热峰,晶化表现激活能分别为369.177和430.162kJ/mol;经500～680℃、1h等温退火后,发现晶化时发生a-Fe(Si)相的形核长大以及Fe3B和Fe2B相的析出;在500℃退火后获得的a-Fe(Si)平均晶粒尺寸最小;a-Fe(Si)的晶格常数起初增大,在560℃达到最大值后缓慢降低;在500℃等温退火,随着时间的延长,a-Fe(Si)的晶粒尺寸及晶格常数逐渐增大,在等温退火1h时,晶粒尺寸约为20nm.     

Cu添加对Fe76Zr12B12非晶合金晶化过程和性能的影响

采用单辊快淬法制备了Fe₇₆Zr₁₂B₁₂和Fe₇₅Zr₁₂B₁₂Cu₁两种非晶合金,对两种非晶合金进行不同温度的等温热处理。利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等分析了两种合金的晶化曲线、晶化相及磁性,研究Cu添加对Fe₇₆Zr₁₂B₁₂合金热稳定性、晶化过程和磁性能的影响。结果表明：Cu的添加增加了Fe₇₆Zr₁₂B₁₂非晶合金的晶化激活能,提高了该非晶合金的热稳定性。两种合金在晶化初期,除了α-Fe相析出,均有ZrB等其他晶化产物析出;高温热处理后,含Cu合金中析出化合物的含量明显高于未添加Cu的合金。Cu的添加没有起到简化Fe₇₆Zr₁₂B₁₂非晶合金晶化过程的作用,但Cu的添加减小了合金中...     

铁元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响

利用铜模吸铸法制备了(Cu_(0.46)Zr_(0.44)Al_(0.08)Dy_(0.02))_(100-x)Fe_x(x=0,1,3,5,7)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC)、透射电镜(TEM)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响。结果表明:Fe元素的适量添加有利于改善Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2块体非晶合金的结构,当添加原子分数为1%和3%Fe时,合金为完全非晶结构,并且出现富Fe相和富Cu相两相分离。Fe元素的适量添加有利于提高Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2合金的强度和塑性,当添加3%Fe时,块体非晶合金的抗压强度σ_f和塑性ε_p分别达到1835 MPa和0.5%。     

Nb添加对Cu-Zr非晶合金等温晶化动力学的影响

采用铜模吸铸法制备了Cu50.3Zr49.7Nbx(x=0,2)块体非晶合金.利用示差扫描量热分析(DSC)研究了2at％Nb的添加对Cu-Zr非晶合金在过冷液相区等温晶化行为的影响.结果显示Cu基合金的等温晶化动力学符合JMA方程的定量描述.含微量Nb的合金具有更长的晶化孕育时间、更宽的反应放热峰以及更低晶化速率常数k和Avrami指数n,与此同时局域Avrami指数n随晶化体积分数的变化和Nb的添加而改变.这表明微量Nb添加在抑制合金形核,提高其热稳定性的同时,也改变了Cu基合金的等温晶化过程.     

Nb对铁基非晶合金的晶化影响

利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC)方法试验研究了Nb元素对Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)系合金非晶晶化的影响.结果表明:Fe73Nb1Al4Ga2P12B4Si4的晶化过程为α-Fe→α-Fe Fe5SiP Al0.7Fe3Si0.3 Fe3B 剩余非晶化相;替代元素Nb的加入提高了材料的晶化温度,改变了Fe74Al4Ga2P12B4Si4的晶化激活能,其中形核激活能(Eg)、晶化起始激活能(Ex)和第一晶化峰激活能(Ep1)都大大增加;另外,Nb的加入还使合金晶化后的晶粒尺寸大大减小.     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

Cu64Zr36非晶合金的晶化动力学

利用单辊急冷法制备了CH64Zr36非晶合金，使用盐浴等温退火并用DSC和XRD研究了其晶化过程、玻璃转变和晶化动力学。结果表明：CH64Zr36非晶合金的晶化过程为：非晶一非晶＋Cu10Zr7→Cu10Zr7＋CuZr2。该合金的玻璃转变和晶化激活能分别为433．7kJ／mol和603kJ／mol。     

Ni/Cu比对锆基非晶合金热稳定性与力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了直径为2 mm的Zr_(70)Al_8Cu_(22-x)Ni_x(x=8.5,9,9.5,10,10.5,11)合金,通过差示扫描量热法(DSC)、单轴压缩实验等方法研究了Ni/Cu比对Zr基非晶合金热稳定性与力学性能的影响。结果表明,随Ni/Cu比增加,过冷液相区宽度ΔTx基本在80~81 K之间,但Ni/Cu比为0.63和0.76时对应较高的ΔTx,在Ni/Cu比为0.76时,热稳定性达到最大值89 K,热稳定性较好;随Ni/Cu比增加,塑性应变整体呈下降趋势,但在Ni/Cu比为0.76时出现反常增大,具有良好的塑性,屈服强度整体呈下降趋势,其变化的规律性不强,存在波动性。弹性模量在Ni/Cu比为0.63时达到最大值80 GPa,其余Ni/Cu比合金则在58~65 GPa范围内变化;总体来讲,Ni/Cu比为0.63时的合金塑性应变、屈服强度及弹性模量E均达到最大值。     

FeNiAlGaPBSiC非晶合金的晶化动力学

采用单辊急冷法制备了Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶薄带.用XRD、DSC研究合金的晶化动力学过程.结果表明:合金的玻璃转变和晶化行为均具有动力学效应,其晶化类型为初晶型和随后的共晶型反应.用Kissinger法计算得到的Eg、Ex、Ep1、Ep2分别为703、373、446、723 kJ/mol,Eg远大于Ex,表明该合金具有较高的热稳定性.     

加压退火对 (La0.6Ce0.4)65Al10Cu25块体非晶合金晶化行为和热稳定性的影响

利用铜模铸造法制备了(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25块体非晶合金,并在其过冷液相区内不同温度下,采用不同压力对该非晶合金进行加压退火处理,通过X射线衍射仪和差示扫描量热法研究了加压退火处理对该非晶合金晶化行为及热稳定性的影响。结果表明,加压退火促进了(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25非晶合金的晶化过程,使得晶化初始温度Tx降低(dTx/dP=-5.17K/GPa),晶化激活能Ep随退火压力的增加而增大,并从能量和化学短程序畴的角度解释了加压退火对(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25非晶合金晶化过程的影响机理。     

Nb添加对Zr_(50.5-x)Al_9Ni_(4.05)Cu_(36.45)Nb_x非晶合金热稳定性及力学性能的影响

采用铜模铸造法,制备了直径为2 mm的Zr50.5-xAl9Ni4.05Cu36.45Nbx(x=0,1,2,4,摩尔分数,%)完全非晶棒材。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热计(DSC)和力学性能试验机对合金的相组成、结构、热物性参数和力学性能进行研究。结果表明:添加Nb对所研究合金的玻璃转变温度Tg影响不大,但提高了晶化温度Tx和过冷液相区ΔTx;当x=4时,合金具有最高的玻璃转变温度Tx=773.4 K和最大过冷液相区ΔTx=68.1 K。依据耐温和热塑性成形要求,非晶合金的热稳定性可用玻璃转变温度Tx和过冷液相区ΔTx来分别表示。随着合金中Nb添加量的增加,非晶合金的双重热稳定性提高。非晶合金的断裂强度随着Nb添加量的增加先减小后增加,当x=4时,合金的最高断裂强度为2032 MPa。     

Effect of pre-annealing on thermal stability of amorphous Zr-Cu-Ni alloy

The influence of pre-annealing on thermal stability of the amorphous Zr70Cu20Ni10 alloy was reported by em-ploying the differential scanning calorimetry (DSC) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) tech-niques. It has been observed that the supercooled liquid region decreases with increasing the annealing time under isothe-mal conditions, indicating that the thermal stability of the amorphous Zr70Cu20Ni10 alloy decreases gradually. HRTEM ob-servations reveal that there exist some ordered atomic clusters in the amorphous matrix at the relaxation stage. These or-dered atomic clusters can be regarded as precursors for the precipitation of the crystalline phases in the subsequent crystal-lization process. The reasons resulting in the decrease in thermal stability of the amorphous Zr70Cu20Ni10 alloy with anneal-ing time are discussed through the Gaussian decomposition for the radial distribution function of the amorphous Zr70Cu20Ni10 alloy.     

Sn和B对Fe基非晶合金条带热稳定性的影响

采用DSC技术检测添加了Sn和B的Fe基非晶合金在不同加热速率下特征温度,并计算出Fe基非晶合金的晶化激活能以分析Sn和B对合金热稳定性的影响。结果表明,加入Sn或B均可使Fe基非晶合金的晶化激活能减小,热稳定性下降。     

Sc对Zr基块体非晶合金晶化动力学的影响

以海绵锆为原材料,利用浇包型坩埚电弧炉倾斜铸造法制备Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元块体非晶合金楔形试样,研究活性元素Sc对合金玻璃形成能力及晶化动力学参数的影响。结果表明:Sc的加入可显著增大合金的最大非晶形成厚度,但对合金过冷液相区温度范围所表征的热稳定性影响较小。Sc虽然使合金的晶化激活能降低,但使晶化孕育期时间常数增大,晶化频率因子减小,二者的综合作用使合金晶化孕育期延长,过冷倾向增大,玻璃形成能力提高。     

电脉冲孕育处理对Zr基块体非晶热稳定性及退火晶化的影响

通过先对Zr55Ni5Al10Cu30合金熔体施加脉冲电流处理,再利用非真空吸铸法制备出Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的方式,研究了电脉冲孕育处理对非晶热稳定性及退火晶化的影响。差分扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析结果表明:经电脉冲孕育处理后Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的玻璃转变温度上升,晶化温度降低,过冷液相区变窄,同时玻璃转变激活能和晶化激活能有所减少。电脉冲孕育处理没有改变Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金退火晶化相演变过程,但提高了非晶退火晶化率。电脉冲孕育处理对Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的晶化起到了促进作用。     

Effect of preannealing on crystallization process of amorphous Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5 alloy

In the view of crystallization activation energy of amorphous alloy,the mechanism of coarse grain in annealed Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5ZR3.5 amorphous alloy was analyzed.It reveals the e4ffect of preannealing on the process crystallization.The results show that preannealing can be used to change the crystallization behavior of the α-Fe phase in the Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5 amorphous alloy,whick is helpful for forming α-Fe phase grains;and it is not large for Sm2Fe17Cx phase.     

Cu元素对ZK60铸造镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪、电子探针、拉伸测试仪研究 Cu元素的添加对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响,并讨论了添加Cu改善合金拉伸性能的机制。结果表明,Cu可有效消除ZK60镁合金中存在的晶内偏析,随着Cu含量的增加,合金的晶粒尺寸得到明显细化。在含Cu镁合金中,出现了一种具有面心立方结构的MgZnCu三元共晶相,该相主要富集在晶界处且在合金发生塑性变形时成为微裂纹源。拉伸实验表明,当 Cu 添加量为0.5%～1%时,ZK60镁合金的力学性能得到改善,当添加量达到2%时,合金的力学性能下降。     

Ni合金化对Finemet合金热稳定性及软磁性能的影响

通过铜辊甩带法制备了成分为Fe_73.5-xSi_13.5B₉Cu₁Nb₃Ni_x(x=0、1、2、3)的非晶带材,并对其进行退火处理。利用XRD、DSC、VSM和软磁直流测试仪等对带材的相结构、热稳定性以及软磁性能进行测试分析。结果表明,所制备合金带材淬火态下均为完全非晶结构,经560 ℃保温60 min退火处理后,合金中形成了非晶和α-Fe(Si)纳米晶双相共存结构。随着Ni含量的增加,整体上非晶带材的一级起始晶化温度T_s1和二级起始晶化温度T_s2先减小后增大,两级起始晶化温度之差ΔT_s整体呈下降的趋势,由166.0 ℃下降至132.8 ℃,热稳定性降低。淬火态下,Ni元素的添加使得非晶带材的软磁性能有所恶化。经退火处理后,带材的软磁性能明显提升,当Ni含量x=1时,具有较好的软磁性能,其饱和磁化强度为157.7 emu/g,矫顽力为6.8 Oe。