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熱處理溫度對 Co28Fe28Ni19Si13B12高熵非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響
發(fā)布日期：2024-07-03 瀏覽次數(shù)：2639
相比于傳統(tǒng)合金，高熵合金的多主元特性使其具有四大效應(yīng)充分發揮，即高熵效應(yīng)選擇適用、遲滯擴(kuò)散效應(yīng)、晶格畸變效應(yīng)以及“雞尾酒”效應(yīng)設計。由于高混合熵能夠顯著降低自由能交流，有利于固溶體的形成，同時動力學(xué)上的遲滯擴(kuò)散效應(yīng)使得高熵非晶合金在加熱過程中原子擴(kuò)散緩慢提供堅實支撐，從而趨向于形成簡單的面心立方(FCC)還不大、體心立方(BCC)、密排六方(HCP)或者雙相結(jié)構(gòu)的固溶體相信息化技術，甚至傾向于形成非晶結(jié)構(gòu)發揮作用，這種獨特的成分和組織結(jié)構(gòu)特征使得高熵合金具有高強(qiáng)度、高硬度創新的技術、耐腐蝕和耐磨等優(yōu)異的性能發揮。相比于Fe基以及Co基非晶合金，高熵非晶合金具有緩慢晶化動力學(xué)特性及較高的熱穩(wěn)定性快速增長，同時擁有優(yōu)異的力學(xué)性能和磁學(xué)性能開放以來，是高熵合金領(lǐng)域的一大研究熱點。
中南大學(xué)周海濤等用不同溫度對Co28Fe28Ni19Si13B12高熵非晶合金進(jìn)行退火處理后分析其晶化行為和微觀結(jié)構(gòu)特征高質量，為開發(fā)新型大塊金屬玻璃提供了有力支撐、改善非晶合金性能以及推動非晶材料的應(yīng)用提供理論和實踐基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于2024年4月在《熱處理技術(shù)與裝備》上發(fā)表前景。
研究人員采用真空電弧熔煉爐在氬氣保護(hù)氣氛下熔煉Fe進一步意見、Co、Ni共享應用、Si和B(純度＞99.9%)生產能力，反復(fù)熔煉5次以上確保成分均勻，得到名義成分為Co28Fe28Ni19Si13B12的合金錠示範推廣。采用銅輥輪線速度為45m/s的單輥甩帶機(jī)制備寬度為6～6.5mm以及厚度為24～26μm的薄帶（圖1）堅持好，采用差示掃描量熱法(DSC)、X射線衍射(XＲD)和透射電鏡(TEM)等檢測手段大幅增加，詳細(xì)研究了該合金的晶化行為特性、熱穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)（圖2-3）培養。通過對Co28Fe28Ni19Si13B12高熵非晶合金進(jìn)行晶化行為以及微觀結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)其晶化過程具有明顯的動力學(xué)效應(yīng)更加完善。對其進(jìn)行退火處理后形式，首先在非晶基體上析出BCC結(jié)構(gòu)的Co7Fe3相;隨著溫度升高，開始析出其他層片狀的金屬間化合物支撐作用，析出晶粒的尺寸均屬于納米晶的范疇;當(dāng)溫度升高至973K時日漸深入，合金中BCC結(jié)構(gòu)的Co7Fe3相消失轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC結(jié)構(gòu)的(Ni，F(xiàn)e)相同時，晶粒進(jìn)一步長大互動式宣講。使用Kissinger法和Ozawa法計算了合金不同階段的晶化激活能（圖4），兩種方法得到的計算結(jié)果基本一致模式，玻璃轉(zhuǎn)變激活能Eg分別為701自動化、685kJ/mol，初始晶化激活能Ex分別為410高品質、401kJ/mol意向，一次晶化峰值激活能Ep1分別為417、402kJ/mol文化價值，二次晶化峰值激活能Ep2分別為466形式、456kJ/mol，表明其相比于一般的Fe基和Co基非晶具有良好的玻璃形成能力以及較高的熱穩(wěn)定性不斷完善。
中南大學(xué)周海濤等用不同溫度對Co28Fe28Ni19Si13B12高熵非晶合金進(jìn)行退火處理后分析其晶化行為和微觀結(jié)構(gòu)特征高質量，為開發(fā)新型大塊金屬玻璃提供了有力支撐、改善非晶合金性能以及推動非晶材料的應(yīng)用提供理論和實踐基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于2024年4月在《熱處理技術(shù)與裝備》上發(fā)表前景。
研究人員采用真空電弧熔煉爐在氬氣保護(hù)氣氛下熔煉Fe進一步意見、Co、Ni共享應用、Si和B(純度＞99.9%)生產能力，反復(fù)熔煉5次以上確保成分均勻，得到名義成分為Co28Fe28Ni19Si13B12的合金錠示範推廣。采用銅輥輪線速度為45m/s的單輥甩帶機(jī)制備寬度為6～6.5mm以及厚度為24～26μm的薄帶（圖1）堅持好，采用差示掃描量熱法(DSC)、X射線衍射(XＲD)和透射電鏡(TEM)等檢測手段大幅增加，詳細(xì)研究了該合金的晶化行為特性、熱穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)（圖2-3）培養。通過對Co28Fe28Ni19Si13B12高熵非晶合金進(jìn)行晶化行為以及微觀結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)其晶化過程具有明顯的動力學(xué)效應(yīng)更加完善。對其進(jìn)行退火處理后形式，首先在非晶基體上析出BCC結(jié)構(gòu)的Co7Fe3相;隨著溫度升高，開始析出其他層片狀的金屬間化合物支撐作用，析出晶粒的尺寸均屬于納米晶的范疇;當(dāng)溫度升高至973K時日漸深入，合金中BCC結(jié)構(gòu)的Co7Fe3相消失轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC結(jié)構(gòu)的(Ni，F(xiàn)e)相同時，晶粒進(jìn)一步長大互動式宣講。使用Kissinger法和Ozawa法計算了合金不同階段的晶化激活能（圖4），兩種方法得到的計算結(jié)果基本一致模式，玻璃轉(zhuǎn)變激活能Eg分別為701自動化、685kJ/mol，初始晶化激活能Ex分別為410高品質、401kJ/mol意向，一次晶化峰值激活能Ep1分別為417、402kJ/mol文化價值，二次晶化峰值激活能Ep2分別為466形式、456kJ/mol，表明其相比于一般的Fe基和Co基非晶具有良好的玻璃形成能力以及較高的熱穩(wěn)定性不斷完善。
特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供數字化，真實性未證實，僅供參考基礎上。請謹(jǐn)慎采用各領域，風(fēng)險自負(fù)。
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