钴基非晶合金的制备与晶化动力学研究

学校代号：！Ｑ２３学号：—Ｐ０４０８０—５０２２５１密级：公五兰州理工大学硕士学位论文钴基非晶合金的制备与晶化动力学研究堂焦由道厶丝名ｉ昱哑壁名盈巫整！埴羞望僮！主些名鏊；监窒提窑目翔；堡亚丕重王刿煎援挝挝抖堂皇王猩堂睦挝挝堂！ＱＱ！生５爿论童簦瓣盟间；簦缝耋虽盒圭廑！２ＱＱＺ自匝旦缢蠢丕翌兰州理工大学硕士学位论文摘要本文以Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３１．５和（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５５８３１，５）１００．ｘＹｘ合金为研究对象。对Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３ｌ５８３ｔ５合金的晶化及其晶化动力学进行研究。以５合金为基础，添加元素Ｙ，利用单辊甩带法和铜模吹铸法制备（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３Ｉ．５）１００．。Ｙ。（ｘ＝Ｏ．５，１，１．５，２，２．５，３）非晶薄带和非晶棒材。ＤＳＣ实验表明，Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ５８３Ｉ．５非晶合金的ＤＳＣ曲线上出现两个晶化峰。对合金在以附近，９２９Ｋ温度下进行等温退火并分别保温不同时间。实验表明：当保温ｌＯｍｉｎ时，从非晶基体中析出细小晶粒。晶粒随着保温时间的延长而增大。当保温５５ｍｉｎ时，晶粒长大成球状，球状晶粒的直径约为５“ｍ。当保温ｌＯ分钟时，剩余磁感应强度曰，、剩余磁化强度Ｍｒ、磁滞损耗和矫顽力Ｈｃ几乎为零。随着退火时间的延长，饱和磁感应强度逐渐增大，矫顽力肌急剧增大。合金在非等温退火后各退火样品随着退火温度的升高，各样品的饱和磁感应强度逐渐增大。矫顽力随着退火温度的升高而增大，当退火温度为１１５３Ｋ时，矫顽力达到最大值４１６０ｅ，但是当退火温度为１２７３Ｋ时，矫顽力又急剧降低，只有１５２Ｏｅ。第二晶化峰在连续加热条件下，随升温速度的加快，非晶合金的特征温度乃向高温区移动。晶化激活能值的大小与升温速率和所用的方程有很大关系。采用Ｆｌｙｎｎ．Ｗａｌｌ．Ｏｚａｗａ（ＦＷＯ）方法，研究了非等温晶化体积百分数ｘ与局域激活能Ｅ。伍）之问的关系；通过Ｓｕｒｉｆｉａｃｈ拟合得出非等温晶化动力学机理是由ＪＭＡ模型构成的。对合金（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３１．５）１００．ｘＹｘ（ｘ＝０．５，１，１．５，２，２．５，３）的研究，结果表明：此合金系全为非晶合金。热分析发现，适量元素Ｙ的添加使晶化起始温度咒升高，玻璃转变温度乃略有升高，液相线温度乃显著降低。其中（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３ｔ５）９７Ｙ３非晶合金的Ｌｇ＝０．５９，ＡＴｘ＝９３Ｋ，１，＝０．４２２，能够制备出直径２ｒａｍ的棒状试样，该合金的ＧＦＡ最强。适量元素Ｙ的添加增强了Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３１．５合金的非晶形成能力。直径２ｒａｍ棒状（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３ｌ５）９７Ｙ３块体非晶合金的压缩断裂强度为１８５２ＭＰａ。压缩试样与应力轴平行开裂或撕裂成几个部分，压缩断裂角接近于００。（Ｃ０４３Ｆｅ２０ＴａｓｓＢ３Ｉ５）９７Ｙ３非晶合金的磁滞回线出现较大的环状区域，矫顽力很大，为３２７Ａ／ｍ。关键词：非晶态合金；玻璃形成能力；磁性能；非晶晶化钴基非晶合金的制备与晶化动力学研究ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｔｅｘｔｗｉｔｈｔｈｅＣ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ．５Ｂ３Ｉａｌｌｏｙｓｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈ５ａｎｄ（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ５Ｂ３１．５）１００．ｘＹｘｏｂｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅｎｏｎ－ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄｉｔｉｓｃｒｙｓｔａｌｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｌｉｃＣ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５８３Ｉ．５ｇｌａｓｓｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ．ＷｉｔｈｔｈｅＣ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５Ｂ３１ｕｓｅ５ｍｅｔａｌａｌｌｏｙｆｏｒｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａｄｄｅｌｅｍｅｎｔＹ，ｍａｋｅａｏｆｒａｐｉｄｃｏｏｌｉｎｇｏｎｓｉｎｇｌｅｃｏｏｐｅｒｗｈｅｅｌａｎｄｖａｃｕｕｍｃｏｐｐｅｒｍｏｌｄａｌｌｏｙａｎｄｃａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｍａｋｅ（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ．５Ｂ３１．５）１００．ｘＹｘａｍｏｒｐｈｏｕｓａｍｏｒｐｈｏｕｓｒｏｄｓ．ＴｈｅＤＳＣｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｘｐｒｅｓｓｅｓｔｈａｔｔｈｅＤＳＣａｌｌｏｙＣ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５Ｂ３１．５ａｐｐｅａｒｓｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｐｅａｋｓ．Ｉｎｔｗｏｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃｔｈｅ％ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ，９２９Ｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｆｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉＯｎｏｆｔｈｅＣ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ．５Ｂ３ｔ．５ａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｘｐｒｅｓｓｅｓ：Ｗｈｅｎｔｈｅｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ１０ｍｉｎ，ｆｒｏｍｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｂｏｄｙｓｅｐａｒａｔｅｏｕｔｃｒｙｓｔａｌｓｍａｌｌｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎ．Ｔｈｅｇｒａｉｎｉｓａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄａｇｇｒａｎｄｉｚｅｍｅｎｔｉｎｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｍｉｎ，ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎｇｒｏｗｓｕｐｔｉｍｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｈｅａｔａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ５５ｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｇｌｏｂｏｓｉｔｙｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎｉｓａｂｏｕｔ５ｔｈｅｔｔｍ．Ｗｈｅｎｔｈｅｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ１０ｍｉｎ，ｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｂａｃｋｅｄｈｅａｔＢｒ，ＭｒａｎｄＨｃａｌｍｏｓｔｉｓｚｅｒｏ．Ａｌｏｎｇｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙｆｏｒａｓｗｉｔｈｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｏｒｔｉｍｅ，ｔｈｅＨｃｓｈａｒｐｌｙｅｎｌａｒｇｅｓ．ＦｒｏｍＦｅ２０Ｔａ５５ｔｈｅＢ３Ｉ．５ｎｏｎ—ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌＤＳＣｔｈｅｒｍｏｇｒａｍａｍｏｒｐｈｏｕｓＣ０４３ｒｉｂｂｏｎｓ，ｗｈｉｌｅａｎｎｅａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｎｅａｌＯｅ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃｐｅａｋｗｉｔｈｈｅａｔｓｐｅｅｄｏｆｓｐｅｅｄ，ｔｈｅ１１５３Ｋ，ｔｈｅＨｃｉＳ４１６Ｏｅ，ｂｕｔｗｈｉｌｅ１５２ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｓ１２７３Ｋ，ｔｈｅＨｃａｇａｉｎｓｈａｒｐｌｙｌｏｗｅｒ，ｏｎｌｙｈａｖｅａｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｈｅａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｌｌｏｙｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ昂ｏｆｍｏｖｅｓｔｏｗａｒｄｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｒｅａ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｄｅｐｅｎｄｓｓｔｒｏｎｇｌｙｏｎｂｏｔｈｔｈｅａｄｏｐｔｅｄｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅｒｅｇｉｍｅａｎｄａｄｏｐｔｅｄｅｑｕａｔｉｏｎ．Ｆｏｒｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ，ｘ，Ｅｃ（ｘ）ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｕｒｖｅＦｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａｍｅｔｈｏｄ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＳｕｒｉｆｌａｃｈｆｉｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｓｗａｓｓｐｅｃｉｆｉｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｒｅｍａｄｅｂｙＪｏｈｎｓｏｎ－Ｍｅｈｌ?Ａｖｒａｍｉｍｏｄｅ．Ｆｏｒ（Ｃ０４３ｅｘｐｒｅｓｓａｓａＦｅ２０Ｔａ５．５Ｂ３１．５）１００．ｘＹｘ（ｘ＝Ｏ．５，１，１．５，２，２．５，３）ａｌｌｏｙｒｅｓｅａｒｃｈ，ｒｅｓｕｌｔ：Ｔｈｉｓｓｅｒｉｅｓｍｅｔａｌａｌｌｏｙｓａｌｌｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙ．ＴｈｅｈｏｔａｎａｌｙｓｉｓｄｉｓｃｏｖｅｒｓｔｈａｔａｄｄｏｆｊｕｓｔｔｈｅｒｉｇｈｔａｍｏｕｎｔｏｆｅｌｅｍｅｎｔＹｍａｋｅ咒ｔｏⅡ兰型墨三查兰堡圭兰堡兰奎ｇｏｕｐ，ｔｈｅ靠ｓｌｉｇｈｔｌｙＢ３１．５）９７ｈａｓａｌｒｅａｄｙｇｏｕｐ，Ｔｔｓｈｏｗｌｏｗｅｒ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａ５．５Ｙ３ａｌｌｏｙ’ＳＴｒＥ２０．５９，ＺＩＴｘ２９３Ｋ，Ｙ＝０．４２２，ｃａｎｍａｋｅｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒ２ｒａｍａｍｏｒｐｈｏｕｓｒｏｄ，ｔｈｅＧＦＡｏｆｍｅｔａｌａｌｌｏｙｉｓｔｈｅｍｏｓｔｓｔｒｏｎｇ．Ｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｆｏｒｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒ２ｍｍａｌｌｏｙｏｆ（Ｃ０４３Ｆｅ２０Ｔａｓ．５ａｒｃＢ３１．ｓ）９７Ｙｓｉｓ１８５２ＭＰａ，Ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｆｒａｃｔｕｒｅ５ａｎｇｌｅａｂｏｕｔ０ｏ．Ｔｈｅｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙｏｆ（Ｃ０４３Ｆｅ２０ＴａｓＢ３１．５）９７Ｙ３ｉＳ３２７Ｏｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＡｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｓＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓⅡＩＧｌａｓｓｆｏｒｍｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ兰州理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：彳≤形暂日期：纱刁年∥月钐日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密口，在２、不保密团。（请在以上相应方框内打“√”）年解密后适用本授权书。作者签名；．铗够景ｉ日期：沙矽年／月哆日跏鹕懿竹日期：必丁｜Ｚ月够日ｆ