W-Fe基合金非晶形成能力及力学性能研究

论文摘要

本文研究了W-Fe-B和W-Fe-C-B系列合金的非晶形成能力（GFA）。采用电弧炉制备W基母合金,采用单辊甩带设备,在氩气保护条件下,制备厚为45μm合金条带,采用铜模铸造制备了直径为3mm的合金样品。采用差热分析（DTA）测定合金的熔点,利用扫描电镜（SEM）观察铸造样品的组织形貌,采用X射线衍射仪（XRD）分析合金的相组成及非晶形成能力,采用DSC分析合金的热稳定性。实验结果表明W-Fe-B合金的非晶形成能力较低,在甩带条件下不能形成完全的非晶态结构。加入C元素后,合金熔点降低,非晶形成能力提高。W30Fe38CxB32-x系列合金中,C+B为32at.%且C和B的比例在0.28到0.88之间时,合金具有较强的非晶形成能力,其中C与B的比例为0.45时,条带由完全的非晶相组成,非晶合金的初始晶化温度均超过980K,晶化过程分两步完成。在相同实验条件下,提高合金中W的含量,应增加C与B的比例和C+B的总含量,在C+B为35 at.%和C与B的比例为0.75时,成分为W35Fe30C15B20的合金形成完全的非晶态结构,初始晶化温度Tx1=997K,晶化分三步完成。在W30Fe38C15B17合金中以2at.%的Er替代Fe,条带试样为完全非晶态结构;与未加Er的合金相比,φ3mm试样上晶态相分布更为均匀,组织更为致密;等轴压缩实验结果表明应变量和断裂强度均有很大的提高,分别达到8.2%和3012MPa。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 非晶合金的历史沿革
• 1.2 非晶合金的制备方法
• 1.2.1 条带、粗丝状非晶合金的制备
• 1.2.2 块状金属玻璃的制备方法
• 1.3 非晶态合金形成机制
• 1.3.1 热力学因素
• 1.3.2 动力学因素
• 1.4 合金玻璃形成能力的表征
• 1.5 大块非晶合金的性能和应用
• 1.6 本文研究的目的与意义
• 1.6.1 钨基非晶合金的研究概况
• 1.6.2 本研究的内容和意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验内容及方法
• 2.3.1 母合金熔炼
• 2.3.2 试样的制备
• 2.3.3 显微组织观察
• 2.3.4 非晶形成能力的判定
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 W-Fe-B三元合金非晶形成能力的研究
• 3.1.1 合金成分的设计
• 30Fe₅₃B₁₇合金差热结果分析'>3.1.2 W₃₀Fe₅₃B₁₇合金差热结果分析
• 3.1.3 W-Fe-B三元合金非晶形成能力的研究
• 3.1.4 小结
• 3.2 W-Fe-C-B四元合金非晶形成能力的研究
• 3.2.1 高硬度、高密度的合金
• 30Fe₃₈C₁₅B₁₇合金差热分析结果'>3.2.2 W₃₀Fe₃₈C₁₅B₁₇合金差热分析结果
• 30Fe₃₈C_xB_32-x四元合非晶形成能力的研究'>3.2.3 W₃₀Fe₃₈C_xB_32-x四元合非晶形成能力的研究
• 35系列合金非晶形成能力的研究'>3.2.4 W₃₅系列合金非晶形成能力的研究
• 3.2.5 小结
• 30Fe₃₈C₁₅B₁₇合金非晶形成能力和力学性能的研究'>3.3 Er对W₃₀Fe₃₈C₁₅B₁₇合金非晶形成能力和力学性能的研究
• 30Fe₃₈C₁₅B₁₇合金非晶形成能力的研究'>3.3.1 Er对W₃₀Fe₃₈C₁₅B₁₇合金非晶形成能力的研究
• 30Fe₃₈C₁₅B₁₇合金力学性能的影响'>3.3.2 Er对W₃₀Fe₃₈C₁₅B₁₇合金力学性能的影响
• 3.3.3 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢