深過(guò)冷多元Co基合金組織演化規(guī)律研究.pdf

1、從熱力學(xué)過(guò)冷的角度研究合金組織的演化，探討過(guò)冷度和組織之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，尋求合金凝固及非晶形成過(guò)程中的普遍規(guī)律是相當(dāng)有意義的。本文以玻璃熔融凈化和循環(huán)過(guò)熱的方式進(jìn)行深過(guò)冷實(shí)驗(yàn)，研究了多元Co基合金的凝固特征。主要內(nèi)容和結(jié)論有： 確定了(Co<,0.68>Fe<,0.32>)<,80>B<,20>合金在不同過(guò)冷度凝固時(shí)的相組成。(Co<,0.68>Fe<,0.32>)<,80>B<,20>合金處于相圖中的包共晶成分點(diǎn)附近，隨著過(guò)冷度

2、的增大，包共晶反應(yīng)的程度減小，初生相在最終合金組織中的比例增大。當(dāng)△T=68K時(shí)，凝固組織僅由γ(FeCo)和(Fe,Co)<,2>B組成；當(dāng)彳△T=-80K．時(shí)，合金中主要由γ(FeCo)和(Fe,Co)<,2>B組成，在整體中有嵌有少量Co<,3>B相；當(dāng)△T=110K時(shí)，合金中Co<,3>B相參與了γ(FeCo)和(Fe,Co)<,2>B的競(jìng)爭(zhēng)形核，并且存在于最終的深過(guò)冷組織之中。 考察了(Co<,0.68>Fe<,0.3

3、2>)<,80>B<,20>合金組織隨著過(guò)冷度變化的演變規(guī)律。隨著過(guò)冷度的增大，凝固組織分別呈枝狀晶，等軸晶，共晶，非規(guī)則共晶。近無(wú)偏析凝固組織。晶粒度和一次枝晶間距隨著過(guò)冷度的增加而減小，晶粒細(xì)化過(guò)程中出現(xiàn)了明顯的枝晶重熔現(xiàn)象。當(dāng)合金近無(wú)偏析凝固時(shí)，次生相以點(diǎn)狀的方式嵌套在初生相之中，并排列成“Y”狀。 研究了深過(guò)冷(Co<,0.68>Fe<,0.32>)<,80>B<,20>合金的形核生長(zhǎng)機(jī)制。通過(guò)經(jīng)典形核理論對(duì)合金中各相的

4、形核率和生長(zhǎng)速率的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，隨著過(guò)冷的增加初生相Co<,3>B 的形核率一直是最大的，但是當(dāng)彳△T>101K過(guò)后它與包共晶相γ(FeCo)和(Fe,Co)<,2>B的形核率幾近一致。當(dāng)△T<82K時(shí)，Co<,3>B相生長(zhǎng)速率小于包共晶相；但△T>82K時(shí)Co<,3>B相的生長(zhǎng)速率逐漸大于其余兩相。 分析了多元Co基非晶Co<,43>Fe<,20>B<,31.5>Ta<,5.5>和((Fe<,0.5>Co<,0.5>)<,0.75

5、> B<,0.2>Si<,0.05>)<,96>Nb<,4>合金凝固特點(diǎn)。當(dāng)過(guò)冷度小于90K時(shí)，合金Co<,43>Fe<,20>B<,31.5>Ta<,5.5>中的主要析出相為Co<,3>Ta和CoB，當(dāng)過(guò)冷度大于90K時(shí)，Co<,20>Ta<,2>和FeB相逐漸在最終的凝固組織中顯現(xiàn)出來(lái)。隨著過(guò)冷度的增加，合金組織經(jīng)歷了樹(shù)枝晶→柱狀晶→等軸晶的變化趨勢(shì)。并且觀察到合金熔體中明顯的相分離現(xiàn)象。((Fe<,0.5>Co<,0.5>)<,0