NiTiZrAlCuSi塊體非晶合金等溫晶化動(dòng)力學(xué)及晶化行為.pdf

1、采用銅模鑄造法制備出直徑為 3mm 的 Ni<,42>Ti<,20>Zr<,21.5>Al<,8>Cu<,5>Si<,3.5>塊體非晶合金棒材，應(yīng)用示差掃描量熱計(jì)(DSC)對(duì) Ni<,42>Ti<,20>Zr<,21.5>Al<,8>Cu<,5>Si<,3.5>非晶合金的等溫晶化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，利用X射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡 (TEM)對(duì)合金的等溫晶化行為進(jìn)行了分析。 等溫DSC數(shù)據(jù)表明，孕育時(shí)間t、峰值晶化時(shí)間t<

2、,p>和晶化結(jié)束時(shí)間t<,e>與等溫退火溫度T<,α>滿足二次指數(shù)關(guān)系。利用函數(shù)z(X)對(duì) JMA 方程的適用性進(jìn)行了評(píng)定，表明JMA方程適用于描述Ni<,42>Ti<,20>Zr<,21.5>A1<,8>Cu<,5>Si<,3.5>非晶合金的等溫晶化過(guò)程。利用JMA方程對(duì)其等溫晶化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，平均 Avrami指數(shù)顯示818～828K和833～858K兩個(gè)等溫區(qū)間內(nèi)的晶化動(dòng)力學(xué)過(guò)程存在差異。局部Avrami指數(shù)n(x)表明晶化初

3、期兩等溫區(qū)均由一維界面約束的形核和長(zhǎng)大所控制。晶化中期階段，低溫區(qū)的Avrami指數(shù)n(x)大于2.5，表明晶化為形核速率增加的長(zhǎng)大過(guò)程，高溫區(qū)的n(x)在4.0左右，表明晶化過(guò)程中形核速率和長(zhǎng)大速率均恒定。晶化末期，低溫區(qū)的n(x)趨于 3.0，表明為質(zhì)點(diǎn)位置飽和的晶核長(zhǎng)大過(guò)程，而高溫區(qū)的n(x)趨于 2.0，表明晶化過(guò)程最后由一維界面形核和長(zhǎng)大控制。 低溫區(qū)的晶化表觀激活能 E<,c>=492.37kJ/mol，高溫區(qū)的晶化

4、表觀激活能 E<,c>=473.74kJ/tool，表明該合金具有很高的穩(wěn)定性。在高溫區(qū)內(nèi)等溫時(shí)，晶化初期局部晶化激活能 E<,c>(x)較高，隨著晶化過(guò)程的進(jìn)行，E<,c>(x)趨于平穩(wěn)，晶化末期E<,c>(x)迅速降低。隨著等溫溫度區(qū)間向高溫移動(dòng)，整個(gè)晶化過(guò)程的 E<,c>(x)降低。 利用XRD對(duì)等溫晶化析出相進(jìn)行了分析，858K等溫20min后非晶合金中析出簡(jiǎn)單六方晶格 Ti(Cu，A1)2相和單斜晶格Ni(TiZr)相

5、，等溫60min后析出相為簡(jiǎn)單六方晶格(TiZr)(Cu,A1)2相和單斜品格Ni(Tizr)相。對(duì)過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)的等溫析出相進(jìn)行分析表明，828K 等溫4.5min和 6.5min的晶化析出相主要為單斜晶格的 NiTi 相和簡(jiǎn)單六方晶格的 Ti(Cu,A1)<,2>相，等溫退火8.5min的晶化析出相主要為單斜晶格的 Ni(TiZr)相和簡(jiǎn)單六方品格的(TiZr)(Cu,A1)<,2>相。析出晶粒的統(tǒng)計(jì)平均直徑D與等溫時(shí)間t滿足三次多項(xiàng)