Ni-P合金的凝固行為與非晶形成.pdf

1、在眾多過渡族金屬-類金屬非晶形成二元合金體系中，Ni-P合金具有相對強的非晶形成能力，快淬條件下可以在較寬的成分范圍內(nèi)獲得非晶，因此成為許多研究工作的對象。但時至今日，人們對其形成非晶的凝固學基礎(chǔ)認識還不清晰。
　　本文以Ni80.4P19.6共晶合金及其附近成分合金Ni100-xPx(x=17.5~21)為對象，使用熔融玻璃凈化和循環(huán)過熱相結(jié)合的方法進行了深過冷快速凝固實驗，使用高速紅外測溫儀對凝固過程中的溫度變化進行了監(jiān)測，利

2、用光學顯微鏡和掃描電鏡對凝固后試樣的顯微組織進行了觀察，采用電子背散射衍射技術(shù)分析了異常共晶組織中兩相的取向情況。應(yīng)用單輥甩帶技術(shù)和銅模吸鑄技術(shù)分別制備了條帶試樣和楔形塊體試樣，利用X射線衍射儀和差示掃描量熱儀分析了非晶的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性，用顯微硬度儀表征了非晶的硬度。基于相關(guān)實驗結(jié)果，對Ni-P合金在不同過冷度下凝固時的晶體生長方式、凝固組織演化以及非晶形成能力與晶體生長方式之間的關(guān)系進行了深入研究。主要發(fā)現(xiàn)有：
　　過冷Ni-P

3、合金熔體凝固時，如果共晶兩相進行離異生長，伴隨有兩次溫度再輝現(xiàn)象；如果進行耦合生長，則僅有一次溫度再輝。當過冷度超過某一臨界值時，凝固組織中出現(xiàn)異常共晶，且隨著過冷度的增大，異常共晶所占的體積分數(shù)增多。異常共晶的形成起源于初生相在溫度再輝過程中發(fā)生的部分重熔分解與熟化。由不同初生相演化而來的異常共晶中α-Ni晶粒在尺寸與取向方面表現(xiàn)迥然不同。由初生α-Ni枝晶分解形成的α-Ni晶粒，粗大且隨機取向分布；而由初生棒狀規(guī)則共晶分解形成的α-

4、Ni晶粒，則較為細小且具備一定的取向性。
　　Ni80.4P19.6共晶合金具有最好的非晶形成能力和最好的熱穩(wěn)定性。隨著成分偏離共晶點，Ni-P合金的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性變差。非晶的顯微硬度與非晶形成能力具有一定的關(guān)聯(lián)性，非晶形成能力越好的Ni-P合金，鑄態(tài)顯微硬度越高，經(jīng)退火處理后硬度提高則越少，這與高非晶形成能力的非晶內(nèi)部原子堆垛程度較為緊密有關(guān)。
　　在所研究的Ni-P合金中，沒有一種合金熔體能夠在液相線溫度至玻璃轉(zhuǎn)