Al-,72-Ni-,12-Co-,16-合金深過冷及十面體準晶的凝固行為.pdf

1、采用惰性形核涂層技術與循環(huán)過熱相結(jié)合的方法,使大體積Al<,72>Ni<,12>Co<,16>準晶合金獲得深過冷,并系統(tǒng)研究了深過冷Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體中十面體準晶的形核與生長行為.借助經(jīng)典形核理論與瞬態(tài)形核理論討論了過冷熔體中十面體準晶形核的熱力學和動力學條件;研究了寬過冷度范圍內(nèi)Al<,72>Ni<,12>Co<,16>準晶合金的凝固組織演化規(guī)律;通過分析十面體準晶在不同過冷度下的生長開貌,界定了十面體

2、準晶生長方式隨過冷度發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界條件,制備出完全呈單相的塊體十面體準晶;采用粉末X-射線衍射、差熱分析、掃描電鏡和微觀硬度等手段,研究了單相十面體準晶的熱穩(wěn)定性及其基本力學性能.該文的主要研究內(nèi)容及獲得的結(jié)論如下:(1)采用惰性形核涂層技術和循環(huán)過熱的方法,使Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體最大獲得了180K的高過冷度.大量實驗結(jié)果表明,惰性形核涂層的非晶化程度、熔體過熱度、過熱保溫時間以及循環(huán)過熱次數(shù)等工藝參數(shù)將顯

3、著影響熔體的初始過冷度.(2)在已有實驗基礎上,通過經(jīng)典形核理論計算,發(fā)現(xiàn)在不考慮異質(zhì)形核條件下,準晶熔體所能獲得的最大過冷度取決于初生相的晶體結(jié)構(gòu).(3)理論計算表明,在過冷度為180K的Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體中,十面體準晶的形核仍為異質(zhì)形核.(4)實驗結(jié)果和理論分析均表明,當Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體的初始過度小于65K時,隨著凝固過程的進行,液相中出現(xiàn)了溶質(zhì)貧乏導致了晶體相γ在十

4、面體準晶柱狀晶界處析出,單相組織被破壞.(5)熱力學計算結(jié)果表明,深過冷Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金凝固組織中的細化晶粒是由再輝過程中初始枝晶骨架的重熔而引起.(6)隨熔體初始過冷度的增加,十面體準晶呈現(xiàn)出不同的生長形貌.(7)粉末X-射線衍射、差熱分析等結(jié)果表明,在深過冷快速凝固條件下,十面體準晶的非小平面連續(xù)生長有效抑制了晶體相的形成,所獲得的單相十面體準晶在室溫和退火溫度范圍內(nèi)均保持穩(wěn)定.(8)通過壓痕法對單相A