nitizralcusi块体非晶合金等温晶化动力学及晶化行为

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1、哈尔滨理]二大学工学硕士学位论文NiTiZrAICuSi块体非晶合金等温晶化动力学及晶化行为摘要采用铜模铸造法制备出直径为3mm的Ni4zTieoZr2t5A18Cu5s蜘块体非晶合金棒材，应用示差扫描量热计(DSC)对Ni42Ti20zr21．5A18Cu5Si，．5非晶合金的等温晶化动力学进行了研究，利用x射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对合金的等温晶化行为进行了分析。等温DSC数据表明，孕育时间t、峰值晶化时间岛和晶化结束时间“与等温退火温度瓦满足二次指数关系。利用函数z(x1对JMA方程的适用性进行了评定，表

2、明JMA方程适用于描述Ni42Ti20Zr2lj舢sCu5si3．5非晶合金的等温晶化过程。利用JMA方程对其等温晶化动力学进行了分析，平均Avrami指数显示818—828K和833～858K两个等温区问内的晶化动力学过程存在差异。局部Avrami指数^G)表明晶化初期两等温区均由一维界面约束的形核和长大所控制。晶化中期阶段，低温区的Avrami指数^仅)大于2．5，表明晶化为形核速率增加的长大过程，高温区的^0)在4．0左右，表明晶化过程中形核速率和长大速率均恒定。晶化末期，低温区的n伍)趋于3．0，表明为质点位置饱和的晶核

3、长大过程，而高温区的n伍)趋于2．0，表明晶化过程最后由一维界面形核和长大控制。低温区的晶化表观激活能E=492．37kJ／mol，高温区的晶化表观激活能E。=473。74kJ／mol，表明该合金具有很高的稳定性。在高温区内等温时，晶化初期局部晶化激活能&G)较高，随着晶化过程的进行，E0)趋于平稳，晶化末期臣O)迅速降低。随着等温温度区间向高温移动，整个晶化过程的EfO)降低。利用XRD对等温晶化析出相进行了分析，858K等温20min后非晶合金中析出简单六方晶格Ti(Cu，A1)2相和单斜晶格Ni(TiZr)相，等温60ra

4、in后析出相为简单六方晶格(Tizr)(Cu，AI)2相和单斜晶格Ni(TiZr)相。对过冷液相区内的等温析出相进行分析表明，828K等温4．5min和6．5min的晶化析出相主要为单斜晶格的NiT／相和简单六方品格的Ti(Cu，Alh相，等温退火8．5min的晶化析出相主要为单斜晶格的Ni(TiZr)相和简单六方晶格的哈尔滨理工大学工学硕士学位论文(TiZ0(Cu，A1)2相。析出晶粒的统计平均直径西与等温时间t满足三次多项式关系，结果表明8．5min之前的等温过程主要为晶粒形核阶段，8．5min之后的等温过程中晶粒长大占主导

5、。研究了铸态合金中存在的淬态球状晶粒，分析表明其组成为面心立方的NiTi2相，828K等温晶化4．5min的过程中，淬态球状晶粒分解，转变为六方晶系的A12zr相。等温6．5min后仍有未分解结束的淬态球状晶粒存在，等温8．5rain后，淬态球状晶粒消失，A12zr相迅速长大。关键词Ni基合金；块体非晶合金；等温晶化动力学；晶化行为堕查重圣三奎兰三兰至圭兰堡丝兰ISoTHERMALCRYSTALLIZATIoNKINETICSANDBEHAVIoRoFNiT’iZrAlCuSiBULKMETALLICGLASSAbstractI

6、ntllisdissertation．theBulkMetallicGlass(BMGs)rodof3mmindiameter晰ththenominalcomponentNi42Ti20Zr215AlsCusSi35waspreparedbycoppermouldcastingmethods．Theisothermalcrystallizationkineticsofthisalloywasinvestigatedbydifferentialscanningcalorimetry(DSC)，theisothermalcrysta

7、llizationbehaviorWasstudiedbymeansofX—raydiffraction(XRD)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．TheisothermalDSCdatashowsthattherelationshipbetweenincubationtime‘crystallizationpeaktime知，theendingcrystallizationtime如andannealingtime乃Callbefittedbyatwoorderexponential

8、function．1rIlezO)functionWasusedtoverifytheapplicabilityoftheJMAmodel；theresultsrevealedthatJMAequationcanbeusedtodescribetheisothe