快冷微晶合金
发布时间:2022-03-02 16:54:01 点击次数:20 文章作者:
——在快速凝固条件下获得的晶粒尺寸为微米数量级的金属或合金。液态金属以普通铸造方法凝固时的冷却速率通常在1℃/s以下。为了获得微晶结构,一般要求凝固冷却速率大于102-105℃/s。快速凝固可以很大地扩大多数合金的固溶范围,大幅度地减小偏析以及显著地细化晶粒尺寸。此外,快冷还能使合金中产生异常的亚稳相和特异结构,它们的存在对合金材料热处理性能有着极为重要的影响。快冷微晶合金是近年来发展起来的材料科学的新分支,它的出现也为金属的凝固和固态相变的研究开拓了一个新领域。制备快冷微晶合金方法的基本原理是把液态金属的热量尽快地传导出去,以达到快速凝固的效果。这样快冷条件所得到的微晶合金只能是尺寸很小的粉末、薄片或薄层。快冷微晶合金制备方法很多,概括起来可以分为三类:①雾化法(如气体雾化、超声气体雾化、离心雾化等),其原理是把金属液流雾化成小液滴并使快速凝固成粉末。②快冷制片法,即把液态金属喷射到热容量大、导热性好的金属基底上而得到微晶的条带或薄片。有些合金也可用此方法先制成非晶态金属的条带,再经过热处理晶化成微晶材料。③金属自基底快冷法亦称上釉(glazing):即用激光、电子束或等离子体等技术,快速加热、熔化金属(合金)的表面薄层,然后依靠金属本身未熔的基底导热,使表面的液态金属薄层快速凝固,形成微晶合金层。上述各法,除表面上釉可以直接用于工程材料的表面处理,获得高强度、高硬度和耐磨蚀的表面外,其他方法得到的快冷微晶粉末或薄片,都要经过热挤压或热等静压加工,制成工程实用部件。快冷微晶金属(合金)的最突出的特点是它的微晶性。金属的晶粒尺寸通常随冷却速度的提高而细化,细化的程度视金属的不同而异。具有微米数量级晶粒的微晶金属,其晶粒尺寸一般在0.1-10μm之间。金属材料的强度随晶粒尺寸的减小而提高。此外,快冷微晶合金还具有快速凝固造成的高浓度的点缺陷和亚稳相等微观特征。所有这些特征都将对此后热处理中的固态相变过程及材料性能产生重要影响。