fecocrmocby大块非晶合金的变温晶化行为及力学性能

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1、摘要本论文以具有强非晶形成能力和高强度的铁基大块非晶合金为研究对象采用工业纯原料和真空吸铸式磁控钨极电弧炉制备出Fe41Co7Cr15Mo14Y2C15B6大块非晶合金利用差示扫描量热仪(DSC)X-射线衍射仪(XRD)扫描电子显微镜(SEM)等主要研究手段对其变温晶化动力学晶化行为力学性能以及预处理对该大块非晶合金晶化行为和力学性能的影响进行了系统的研究该块体非晶合金在连续加热DSC曲线上有两个晶化峰说明晶化是两步晶化过程表征非晶合金热稳定性的特征温度如玻璃转变温度(Tg)晶化起始温度(Tx)和晶化峰值温度(Tp1Tp2)具有明显的动力学效应即这些特征参量在连续加热过程中与加热速率

2、有一定的依赖关系这种关系可以近似地用一次指数衰减公式进行拟合利用Kissinger法和Ozawa法分别计算了该Fe基块体非晶合金在变温过程中特征温度TgTxTp1Tp2对应的激活能EgExEp1Ep2结果表明两种方法计算的结果变化趋势具有一致性用Kissinger方法计算出的激活能值比Ozawa法计算出的激活能值稍稍偏大同时该块体非晶合金具有较高的热稳定性退火温度是影响非晶合金晶化行为组织和性能的重要参数本文研究了弛豫和预退火等预处理对大块非晶合金晶化行为的影响结果表明随着预退火温度的升高由于非晶样品内部产生了预存晶核在随后的加热过程中诱发其形核o使该块体非晶合金的热稳定性下降然而因

3、为在475C退火15min后的样品中oFe23B6和Cr23C6晶相已大部分形核在570C退火15min后的样品中除了剩余小部分Fe23B6和Cr23C6非晶相的形核还有新相Fe3B和a-Fe重新开始析出导致o在570C退火15min后样品的热稳定性又有所回升通过硬度弯曲和压缩等力学性能测试得知该块体非晶合金的显微硬度为21/21153Kg/mm断裂韧度为6.1404MPa·m抗弯强度为426.55MPa抗压强度为2573.4MPa该块体非晶合金的抗压强度bc随退火温度升高先升高然后又降低压缩断口形貌中的剪切带随退火温度的升高数量减少且尺寸增加并且出现了针状晶相物质表明该块体非晶合金

4、已逐渐晶化通过断口形貌分析可以看出该块体非晶合金的弯曲断裂方式为脆性断裂并且具有微观的韧性机制铸态和预退火后样品的压缩断裂方式为脆性断裂关键词铁基块体非晶合金变温晶化动力学热稳定性预处理力学性能IIIABSTRACTInthisdissertation,Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2bulkamorphousalloywithhighglassformingabilityandhighstrengthhasbeeninvestigated.ThisBMGispreparedwithindustrialpurerawmaterialsbythemagnetic-contr

5、ollingW-electrodearcfurnace.Thenon-isothermalcrystallizationkinetics,crystallizationbehaviors,mechanicalpropertiesandtheeffectofthepre-treatmentonthecrystallizationbehaviorsandmechanicalpropertiesofthisBMGaresystematicallystudiedmainlybyemployingthedifferentialscanningcalorimeter(DSC),X-raydiff

6、raction(XRD)andscanningelectronmicroscope(SEM).ThecontinousheatingDSCresultsindicatethatthisbulkamorphousalloyshowstwo-stageamorphous-to-crystallinetransformation.Thedynamiceffectofthethermalstabilityparametershasbeenstudiedforthecontinuousheatingprocess,whichshowsthatthecharacteristictemperatu

7、resincludingglasstransitiontemperatureTg,onsetcrystallizationtemperatureTxandpeakcrystallizationtemperatureTp1Tp2dependontheheatingrates.Thefittedresultsindicatethatthisdependenceobeysafirstorderexponentialdecayrelation.Theactivat