铁基宽过冷液相区非晶合金机械合金化制备地研究

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1、M．M．Dissertat：ionStudy0nDreDaratlon0Iamorphousalloys⋯J●n111··一·'l1l·-l●1withwideSUperC00IedliquidregionbymechanicalalloyingByYahYulongSupervisedbyProj．KongJianNanjingUniversityofScience&TechnologyMarch，2014声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢

2、的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：丝垒：巫年月日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：继年月日硕士论文铁基宽过冷液相区非晶合金的机械合金化制各

3、研究摘要块体非晶合金具有高强度、高硬度等一系列优异性能，相关研究具有重要的科学意义和巨大的潜在应用价值。目前，块体非晶合金制备多采用快速凝固法，采用机械合金化制备多组元、宽过冷液相区的块体非晶合金将有助于丰富非晶合金制备手段、对比揭示制备方法对非晶形成的影响等问题，同时也使得机械合金化法制备非晶合金的研究从目前主要集中于二元或三元合金体系拓宽至多元体系，丰富了对多组元非晶合金在机械合金化条件下转变行为的认识。本文通过分析现有各成分快速凝固铁基块体非晶合金的玻璃形成能力与成分关系特征、计算了各成分的混

4、合焓与形成焓并分析了与玻璃形成能力的关系，结合机械合金化实验条件特征设计选取了Fe．B．Si．Mo为实验合金主要成分体系。研究了行星球磨与振动球磨两种高能球磨方式、球磨时间、干湿磨条件、合金元素Ni等对机械合金化Fe．B．Si．Mo非晶合金的影响，采用差热分析等手段研究了所制备合金的热稳定性，采用所制备铁基非晶合金粉末在45钢表面实现了电子束熔覆，对涂层的组织性能等进行了研究。研究结果表明：行星球磨和振动球磨均可制备出宽过冷液相区铁基非晶合金，非晶合金的形成过程可以描述为合金元素由易到难按B—Si_

5、Mo逐渐固溶进Fe中形成固溶体，同时固溶体晶粒不断细化，最终形成非晶合金。其中行星球磨30h后Fe72819．2Si4．8M04粉末晶粒尺寸已下降至10nm左右，球磨100h后已形成完全非晶，最终制备出的非晶合金其玻璃转变温度Tg=513。C，晶化温度Tx=585。C，过冷液相区宽度ATx=72。C。同体系合金振动球磨球磨6h后晶粒尺寸下降至26nm，20h后粉末晶粒尺寸已降至12nm，80h后已形成完全非晶，对应非晶合金的Tg=555。C，Tx=588℃，ATx=33℃；行星球磨干湿磨条件对机械合

6、金化过程有影响，湿磨有利于粉末的细化，干磨有利于非晶的形成；对使用Ni替换部分Fe的Fe43．／Ni28．8B19．2Si4．8M04合金粉末行星球磨，球磨200h后已形成完全非晶合金，其Tg=51l℃，Tx=579℃，ATx=68。C；对行星球磨和振动球磨制备的Fe72819．28i4．8M04非晶合金进行的差热分析发现其均具有明显的动力学效应，按Tg和Tx随加热速率变化的Kissinger及Losocka方程可以计算得到行星球磨制备的非晶合金其玻璃转变和非晶晶化的表观激活能分别为：Eg=281．

7、5kJ／mol、Ex=253．6kJ／mol，Kauzmann温度Tk=552K。对于振动球磨制备的非晶合金，对应的参量为Eg=303．8kJ／mol、Ex=288．6kJ／mol、Tk=575K。电子束熔敷实验说明机械合金化所制备的非晶粉末可以作为熔敷原料使用，在实验条件下，熔敷层组织为晶体相，具有典型的凝固枝晶组织特征，熔敷层由基体向外可分为过渡区和熔敷区，其中过渡区枝晶平均大小约为271xm，熔敷区枝晶平均大小约为摘要硕士论文109m，熔敷区显微硬度约为700HV，过渡区则约为550HV，均远

8、高于基体的200HV，对熔敷层进行了摩擦磨损试验，摩擦对偶件为440C钢球时熔敷层摩擦系数为O．75，高于基体的O．5，但磨损20min后熔敷层磨损体积为5612k“m3，远低于基体的9208k1．tm3，基体磨痕的表面形貌为正常的塑变、犁沟等特征，熔敷层则具有类似“抛光”的特征，MA非晶粉末熔敷使45钢耐磨性大大提高。关键词：非晶合金，机械合金化，行星球磨，振动球磨，熔敷硕士论文铁基宽过冷液相区非晶合金的机械合金化制各研究AbstractTheamorphousal