【正文】
2(x=0,2,4,6,8)鑄態(tài)非晶合金DSC曲線;Tg玻璃轉(zhuǎn)變溫度;Tx開(kāi)始結(jié)晶化的溫度Fig33 DSC curves of the ascast of the amorphous Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8) alloys。 glass transition temperature Tg , onset of crystallization temperature Tx圖34 Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)鑄態(tài)非晶合金DSC曲線。 Tm溶化開(kāi)始溫度, Tl液相溫度。Fig 34 DSC curves of the ascast of the amorphous Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8) alloys 。 onset of melting temperature Tm, liquidus temperature Tl表31簡(jiǎn)而說(shuō)明晶體的轉(zhuǎn)變溫度Tg,開(kāi)始結(jié)晶化的溫度Tx,溶化開(kāi)始溫度Tm,液相溫度T1,減少的晶粒轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變溫度Tg∕T1,過(guò)冷液相區(qū)△Tx =TxTg,其為晶體形成能力參數(shù)。表 31是Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)鑄態(tài)非晶合金的熱參數(shù)試樣Tg/KTx/K △Tx/KTm/KTl/KTg/Tlγ=Tx/(Tg+Tl)δ= Tx/( Tl Tg)1號(hào)84290462137114102號(hào)8289017313691408 3號(hào)86090040136614054號(hào)86391057135414025號(hào)8548933913581400 由上表31我們?nèi)《ǖ谝淮位就耆Щ瘻囟葹?00℃;第二次基本完全晶化溫度為920℃。附錄表Ⅰ為是Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)鑄態(tài)合金的熱物性參數(shù)表。熱擴(kuò)散系數(shù)指的則是物體內(nèi)部熱量擴(kuò)散能力,即物體內(nèi)部溫度趨向均勻的能力。而熱傳導(dǎo)系數(shù)表示的是流體或物體與物體之間,單位時(shí)間單位面積上的傳熱量??梢愿鶕?jù)公式(31) :α=λ/ρc (31)式中:α―熱擴(kuò)散率或熱擴(kuò)散系數(shù)(thermal diffusivity),單位mm2/s; λ―導(dǎo)熱系數(shù),即熱導(dǎo)率(thernal conductivity),單位w/mK; ρ―合金試樣密度; c―比熱容,單位J/g/K。熱系數(shù)是指向于傳熱過(guò)程,是個(gè)過(guò)程量;導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)都是材料的基本屬性值。圖3337所示為Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)非晶合金及其非晶/納米晶合金隨溫度(25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃)改變,其導(dǎo)熱系數(shù)的變化規(guī)律:圖35 鑄態(tài)Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)合金完全非晶態(tài)時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)圖樣。Fig 35 Thermal conductivity straight line graph of the ascast of the fully amorphous of Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8) alloys.從圖35中可以看出非晶合金的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高總體上升,但是在200℃時(shí)4號(hào)試樣Fe32Co16Cr15Mo14C15B6Y2完全非晶態(tài)試樣導(dǎo)熱系數(shù)有一個(gè)很明顯的下降趨勢(shì);而1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)成分的非晶合金上升的趨勢(shì)相對(duì)減小。在250℃溫度時(shí)4號(hào)試樣相對(duì)其它非晶合金成分會(huì)突然增大。Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)非晶合金在25℃、50℃、100℃、150℃、200℃溫度時(shí)的導(dǎo)熱性能相對(duì)稍高。圖36 鑄態(tài)Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)合金在第一次晶化溫度700℃晶化時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)圖樣。Fig 35 Thermal conductivity straight line graph of the ascast of the partly crystallization of Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8) alloys at 700 ℃ .從圖36中可以發(fā)現(xiàn)在700℃溫度晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高總體上升;在50℃時(shí)5號(hào)試樣Fe32Co16Cr15Mo14C15B6Y2有稍微減小的趨勢(shì);在200℃時(shí)1號(hào)試樣Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2部分晶化合金試樣導(dǎo)熱系數(shù)突然急劇增大。在各個(gè)溫度點(diǎn),各種成分合金的導(dǎo)熱系數(shù)大小排列不定,合金成分與導(dǎo)熱系數(shù)沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)。 圖37鑄態(tài)Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)合金在第二次基本完全晶化溫度920℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)圖樣。Fig 35 Thermal conductivity straight line graph of the ascast of the crystallization of Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8) alloys at 920 ℃ .從圖37中可以看出,在920℃溫度晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高總體上升;2號(hào)試樣Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2合金的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)其它成分要大,但是在50℃1號(hào)試樣、200℃5號(hào)試樣、250℃4號(hào)試樣有略微減小。從圖3337中綜合可以發(fā)現(xiàn):(1)合金的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度總體上升;但是在50℃、200℃、250℃時(shí)有幾組成分有下降趨勢(shì),但是下降不是很明顯,造成這一現(xiàn)象的原因可能非晶試樣的均勻性受到破壞,缺陷增多。(2)合金成分與導(dǎo)熱系數(shù)沒(méi)有直接的線性關(guān)系。圖3333131313所示為Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金及其非晶/納米晶合金隨溫度(25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃)改變,其導(dǎo)熱系數(shù)的變化規(guī)律:圖38 鑄態(tài)Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2合金非晶、700℃晶化、900℃晶化的導(dǎo)熱系數(shù)圖。Fig 38 Thermal conductivity histogram of the ascast of the crystallization of the amorphous, 700 176。 C crystallization ,900 176。 C crystallization of Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2 alloys.合金從圖38可以知道隨Fe24Co24Cr15Mo14C15B6Y2合金熱導(dǎo)率λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化),其中920℃晶化熱導(dǎo)率將近為完全非晶的兩倍,但是700℃部分晶化后的合金與完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)相比變化不大。圖39 鑄態(tài)Fe26Co22Cr15Mo14C15B6Y2合金非晶、700℃晶化、900℃晶化的導(dǎo)熱系數(shù)圖。Fig 39 Thermal conductivity histogram of the ascast of the crystallization of the amorphous, 700 176。 C crystallization ,900 176。 C crystallization of Fe26Co22Cr15Mo14C15B6Y2 alloys.從圖39可以知道隨Fe26Co22Cr15Mo14C15B6Y2合金熱導(dǎo)率λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化),700℃部分晶化后的合金與完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)相比變化較小,920℃晶化熱導(dǎo)率變化較大,為完全非晶的兩倍多。 200℃時(shí)其920℃晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)最大,25℃時(shí)完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)最小。圖310鑄態(tài) Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2合金非晶、700℃晶化、900℃晶化的導(dǎo)熱系數(shù)圖。Fig 310 Thermal conductivity histogram of the ascast of the crystallization of the amorphous, 700 176。 C crystallization ,900 176。 C crystallization of Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2 alloys.從圖310可以知道隨Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2合金熱導(dǎo)率λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化),700℃部分晶化后的合金與完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)相比變化較小,920℃晶化熱導(dǎo)率變化較大。250℃920℃晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)最大。完全非晶態(tài)合金在25℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。圖311 鑄態(tài)Fe30Co18Cr15Mo14C15B6Y合金2非晶、700℃晶化、900℃晶化的導(dǎo)熱系數(shù)圖。Fig 311 Thermal conductivity histogram of the ascast of the crystallization of the amorphous, 700 176。 C crystallization ,900 176。 C crystallization of Fe30Co32Cr15Mo14C15B6Y2 alloys.從圖310可以知道隨Fe30Co18Cr15Mo14C15B6Y2合金熱導(dǎo)率大致為λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化),但是在250℃時(shí),完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)較700℃部分晶化合金要大;造成這一現(xiàn)象的原因可能是非晶試樣的均勻性受到破壞,缺陷增多,也可能是操作過(guò)程造成的誤差。700℃部分晶化后的合金與完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)相比變化較明顯,920℃晶化熱導(dǎo)率變化更大;200℃時(shí)其920℃晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)最大,25℃時(shí)完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)最小。圖312鑄態(tài) Fe32Co16Cr15Mo14C15B6Y2合金非晶、700℃晶化、900℃晶化的導(dǎo)熱系數(shù)圖。Fig 312 Thermal conductivity histogram of the ascast of the crystallization of the amorphous, 700 176。 C crystallization ,900 176。 C crystallization of Fe32Co16Cr15Mo14C15B6Y2 alloys.從圖310可以知道隨Fe30Co18Cr15Mo14C15B6Y2合金熱導(dǎo)率λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化),700℃部分晶化后的合金與完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)相比變化比較明顯,920℃晶化熱導(dǎo)率變化更大,;200℃時(shí)其920℃晶化后的合金導(dǎo)熱系數(shù)最大,25℃時(shí)完全非晶態(tài)合金導(dǎo)熱系數(shù)最小。由圖3333131313可以發(fā)現(xiàn)熱導(dǎo)率的大小關(guān)系為:λ(完全非晶態(tài))﹤λ(700℃晶化)﹤λ(920℃晶化)。Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)在700℃退火(保溫1小時(shí))導(dǎo)熱系數(shù)增加不明顯,但是Fe24+xCo24xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,8)導(dǎo)熱系數(shù)增加比較明顯,而在920℃退火(保溫1小時(shí))5種成分的導(dǎo)熱系數(shù)增加都比較明顯,其中Fe26Co22Cr15Mo14C15B6Y2合金增加相對(duì)較高,在250℃,同一成分及溫度下, w/mK,700℃ w/mK。而Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2晶化后的導(dǎo)熱系數(shù)(250℃)雖然也增加,但相對(duì)較小,920℃ w/mK,但在700℃。 Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2合金金相、XRD與導(dǎo)熱性能分析因?yàn)镕e28Co20Cr15Mo14C15B6Y2相對(duì)其它非晶成分玻璃形成能力較強(qiáng),所以本文就其討論晶化行為對(duì)非晶導(dǎo)熱性能造成影響的原因。下圖31314是Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2大塊非晶合金晶化后的400K的金相圖片及在700℃及920℃晶化的XRD圖片。 (a) (b) (a) 鑄態(tài)Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2 合金 (b)鑄態(tài)Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2 合金700℃時(shí)晶化的400倍金相圖片 920℃時(shí)晶化的400倍金相圖片圖313 鑄態(tài)Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2大塊非晶合金晶化后的400倍的金相圖Fig313 The 400 times phase diagram of the ascast Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2alloys after the crystallization .(a) The 400 times phase diagram of the ascast Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2alloys after the crystallizatio