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非晶复合涂层的组织形成机制

时间:2022-11-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:一般认为大块非晶合金的形成主要取决于内外两个因素,即本身的非晶形成能力和外在的冷却速率,其中合金本身的GFA是决定性因素。科学家们也在致力于找到决定GFA的内在因素。因此本章主要通过有限元模拟的方式探讨镍基合金在激光熔覆+重熔工艺和激光熔覆工艺条件下制备非晶涂层过程中的温度场分布和热循环曲线,从而揭示在激光加工过程中非晶复合涂层的独特特征,探讨该工艺条件下非晶相的形成机制。

经大量学者针对大块非晶合金的相关研究,关于影响大块非晶形成能力(glass forming ability,GFA)的诸多因素已经有相对比较成熟的理论。一般认为大块非晶合金的形成主要取决于内外两个因素,即本身的非晶形成能力和外在的冷却速率,其中合金本身的GFA是决定性因素。科学家们也在致力于找到决定GFA的内在因素。除此之外,科学家们一直设想建立一个简单、通用的非晶形成能力评价标准,到目前为止,已经建立了不少判据。主要包括20世纪60年代,Turnbull根据经典形核理论提出的约化玻璃转变温度Trg,1993年Inoue等基于大量实验提出的著名参数过冷液体区宽度ΔTx,2002年美国橡树岭国家实验室的Lu等提出的γ参数和临界冷却速率参数Rc,2006年Xia等参考γ参数的研究并考虑非晶形成焓与金属间化合物形成焓的关系提出的γ*参数等。

激光熔覆制备非晶复合熔覆层的过程中,由于受到母材稀释,现成结晶质点和激光搅拌作用的影响,使得其非晶的形成过程与传统大块非晶的形成过程存在较大的差异。并且,由于激光熔覆过程的加热速度和冷却速度都较快,传统的测试技术也不能对该工艺条件下的熔池行为、温度场变化等进行观测,只能通过有限元模拟的方式进行。因此本章主要通过有限元模拟的方式探讨镍基合金在激光熔覆+重熔工艺和激光熔覆工艺条件下制备非晶涂层过程中的温度场分布和热循环曲线,从而揭示在激光加工过程中非晶复合涂层的独特特征,探讨该工艺条件下非晶相的形成机制。

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