鋁基合金過熱熔體脆性及非晶形成能力研究.pdf

1、鋁基非晶合金具有特殊的優(yōu)良性能，無論作為結構材料還是功能材料都具有廣闊的應用前景。本文以部分鋁基非晶為研究對象，系統(tǒng)研究了過熱熔體脆性與非晶形成能力及非晶中程有序結構的關系，并對非晶中的微觀結構不均勻性進行了初步探究。 利用高溫熔體粘度儀測量了五種Al-Co-Ce及Al-RE(Ce,Nd,Pr)合金熔體的粘度，并結合差示掃描量熱(DSC)等實驗方法，計算了它們的過熱脆性M值。分別發(fā)現(xiàn)在Al-Co-Ce和A1-RE(Ce,Nd,P

2、r)合金系中，隨著M值的增大，合金的非晶形成能力逐漸減小。說明在同一合金系中，M可以用來預測合金的非晶形成能力。將兩種合金系的M值進行了對比，發(fā)現(xiàn)在不同的合金系中，M和合金的非晶形成能力并沒有直接的對應關系。 計算了六種Al-Ni-Nd合金的過熱熔體脆性，并分別將M和表征非晶形成能力的參數(shù)T<,rx>，γ進行了對比。發(fā)現(xiàn)在具有相同晶化類型的合金中，M值越大，合金非晶形成能力越低，M可以反映出具有相同晶化類型的或相近晶化溫度的合金

3、的非晶形成能力。將六種Al-Ni-Nd合金的過熱脆性值和非晶結構因子預峰強度進行了對比，發(fā)現(xiàn)M值越大，非晶的結構因子預峰越低。說明M反映了合金熔體中的中程有序原子團簇在形成非晶時的穩(wěn)定性，是從液體穩(wěn)定性方面反映了合金非晶形成能力的一個參數(shù)。根據(jù)TTT曲線分析了過熱熔體脆性對合金非晶形成的影響過程，闡明了合金過熱熔體脆性對合金非晶形成能力的影響機制。 發(fā)現(xiàn)在Al<,87>Co<,10>Ce<,3>非晶合金X射線衍射(XRD)曲線上

4、存在一個明顯的肩峰，說明非晶中存在微觀結構不均勻性。首次對這種微觀結構不均勻性隨成分的變化及與合金非晶形成能力的關系進行了研究，發(fā)現(xiàn)隨Co/Ce原子比升高，肩峰的強度逐漸增強，預峰的強度逐漸減弱，肩峰的存在會對合金的非晶形成能力產生不利的影響。通過XRD及DSC等溫實驗，發(fā)現(xiàn)和Al<,87>Ni<,10>Ce<,3>不同，Al<,87>Co<,10>Ce<,3>非晶的晶化過程為共晶晶化過程，晶化機制為生長型晶化，說明在非晶中存在著fcc