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《超過冷feb共晶合金中的亞穩(wěn)相及非平衡凝固規(guī)律》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、捅要摘要本文采用熔融玻璃凈化與循環(huán)過熱相結(jié)合的深過冷技術(shù)，在真空高頻熔煉條件下對富Fe端Fe-B共晶系合金進(jìn)行了深過冷實(shí)驗(yàn)。分析了影響合金熔體凈化效果的主要因素及微觀凈化機(jī)制，提出了該合金獲得深過冷甚至超過冷的工藝路線。借助ICP、DSC、SAED、SEM、Ⅺ①等分析手段，系統(tǒng)研究了該共晶系合金的組織演化與熔體過冷度問的關(guān)系。借助經(jīng)典形核理論、瞬態(tài)形核理論以及枝晶生長理論分析了過冷熔體中的組織形成、相選擇以及亞穩(wěn)相與穩(wěn)定相的競爭形核關(guān)系。提出了Fe-B共晶合金深過冷條件下非規(guī)則共晶組織的形成機(jī)制。考察了亞穩(wěn)共晶合金的熱穩(wěn)定性和軟磁性能。主要結(jié)論如下：1．預(yù)抽真空
2、、氬氣保護(hù)、B203熔融玻璃包覆和循環(huán)過熱相結(jié)合的凈化方法能夠最大可能地抑制Fe_B共晶系合金熔體的形核，從而在大體積合金熔體中獲得了深過冷和超過冷。采用此工藝方法成功地使Fe83817共晶合金穩(wěn)定獲得了324K～460K的超過冷度，使Fe80820過共晶合金熔體的過冷度達(dá)到了485K。從而使Fe—B共晶系合金熔體開始形核前的初始過冷度達(dá)到了(o．3～0．4)％的水平。2．大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)c83817共晶合金隨過冷度變化其組織演化遵循如下規(guī)律：△R50K，形成了完全的規(guī)則層片(aR停e2B)共晶；50KS△水300K，形成了初生相為Fe2B的過共晶組織：30
3、0K≤△Z瑪86K，初生相Fe2B消失，凝固組織逐漸成為完全的a-F昨e2B非規(guī)則共晶組織。△您386K時(shí)，亞穩(wěn)相Fe3B取代穩(wěn)定相Fe2B直接從液相中析出，形成了舡№B非規(guī)則共晶組織，并且Fe3B相在隨后的冷卻中沒有發(fā)生固態(tài)轉(zhuǎn)變而被保留到了室溫。3．運(yùn)用LKTmcT枝晶生長理論模型，分析了過冷Fe83817共晶合金熔體市瓦_(dá)Fe相和Fe2B相的競爭生長，準(zhǔn)確獲得了富Fe端過冷Fe．B共晶系合金的共晶共生區(qū)和組織選擇圖。4．當(dāng)亞穩(wěn)相Fe3B形成時(shí)發(fā)生顯著的晶粒粗化，其主要機(jī)制是：當(dāng)亞穩(wěn)相Fe毋形成時(shí)，熔體己達(dá)超過冷狀態(tài)。在大過冷度下，熔體形核主要受界麗原子擴(kuò)散控
4、制，隨著過冷度的繼續(xù)增大，原子擴(kuò)散越不容易，從而導(dǎo)致了形核率減西北工業(yè)大學(xué)博士論文小。然而，此時(shí)晶體生長的驅(qū)動(dòng)力(超過冷)又足夠大，從而導(dǎo)致了快速生長，于是就出現(xiàn)了晶粒粗化。5．深過冷Fe83817共晶合金熔體中亞穩(wěn)相形成的主要機(jī)制是亞穩(wěn)相Fc3B在與穩(wěn)定相Fe2B的競爭形核中勝出，即在給定成分的合金中，對于同樣滿足形核熱力學(xué)條件的亞穩(wěn)相和穩(wěn)定相，當(dāng)亞穩(wěn)相的形核孕育時(shí)間小于穩(wěn)定相時(shí)，亞穩(wěn)相Fe3B優(yōu)先析出并完全抑制了穩(wěn)定相Fe2B的形成。6．深過冷F鉛3817共晶合金競爭形核的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，在同時(shí)滿足形核熱力學(xué)條件的兩相競爭形核中，對于亞穩(wěn)相的形成，形
5、核的動(dòng)力學(xué)條件顯得更為重要；亞穩(wěn)相Fe3B的晶體結(jié)構(gòu)也是決定其優(yōu)先形核的一個(gè)重要因素：相對于經(jīng)典形核理論，在相同的熱物性參數(shù)下，基于瞬態(tài)形核理論的形核孕育時(shí)間更能準(zhǔn)確地預(yù)測亞穩(wěn)相與穩(wěn)定相的競爭形核。7．深過冷Fe．B共晶合金熔體中非規(guī)則共晶組織的形成機(jī)制為：規(guī)則層片共晶組織通過碎斷、熟化形成非規(guī)則共晶，或Fe2B(Fe3B)相首先形核，建立起互相貫通的共晶骨架，而0c—Fc相在這些骨架中形核和生長，從而形成非規(guī)則共晶組織。8．通過超過冷快速凝固技術(shù)從液相中直接析出的亞穩(wěn)相Fe3B能夠在1223K．1273K的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定存在一定時(shí)間，即：Fe，B—詈翥÷告一口
6、一Fe+Fe：B。其熱穩(wěn)定性比非晶晶化法形成的亞穩(wěn)相FbB的熱穩(wěn)定性更高。9．Fe83B。7共晶合金軟磁性能的測試結(jié)果表明，采用超過冷快速凝固技術(shù)制備的亞穩(wěn)相合金具有比相應(yīng)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)合金和非晶合金更加優(yōu)異的軟磁性能。關(guān)鍵詞：Fe．B共晶合金，超過冷，亞穩(wěn)相，微觀凈化，競爭形核，相選擇，非規(guī)則共晶，熱穩(wěn)定性，軟磁性能Il摘要ABSTRACTAdop血gmolteIl—assde咖cleanl瞎techlology㈣bir塒、Ⅳim11igh自ⅪuencyV刪unlmemng鋤dcycle吼驢rhe幽g，mebInkFe珂chsideFe-Beutec缸calloyme
7、lts聃啪mdercoolcd．ne111ah‰torsa仃ec血gmehpLui螄嗚andmernicr0哪mcationmecllamsmwereinvemgatcd．Theop血Ilizedpurifi酬onprocesSiIlgandparametersforlⅡ曲啪de尊cooliIlg鋤dhyperc00lingwere畫veIlom．UsingICP，Dsc，sAED，sEM，XRD砒lalyticalmethods，merela虹or培b時(shí)w蹦l也eIIlicroshllctureevol刪on鋤dunderc001噸weresysteImIic
8、allyfevealed
