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粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响

张媛媛 林鑫 杨海欧 李加强 任永明

粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响

张媛媛, 林鑫, 杨海欧, 李加强, 任永明
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  • 基于金属熔体结构的遗传性, 激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响, 理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义. 本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料, 采用激光立体成形技术沉积Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金, 考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响. 结果发现, 原始粉末组织由非晶相及粗大的Al5Ni3Zr2相组成; 当激光线能量较低时, 相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al5Ni3Zr2相; 随着线能量的提高, 熔池中Al5Ni3Zr2相消失, 保持了非晶态, 但热影响区晶化加重, 并有大量Al5Ni3Zr2相析出; 当采用退火态粉末时, 即使线能量较小, 相应熔覆层仍主要由非晶构成, 几乎无Al5Ni3Zr2相析出. 这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排, 与Al5Ni3Zr2相关的原子短程/中程有序结构减少, 导致已沉积层非晶区的热稳定性提高, 不利于Al5Ni3Zr2相析出. 可见, 提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化, 而粉末中的Al5Ni3Zr2团簇相状态对Zr55Cu30Al10Ni5合金沉积层的晶化有重要影响.
    • 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20116102110016)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB610402)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA031103)、国家自然科学基金(批准号: 51323008, 51271213, 51105311)和高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-14
  • 修回日期:  2015-04-17
  • 刊出日期:  2015-08-05

粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响

  • 1. 西北工业大学, 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 

    高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20116102110016)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB610402)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA031103)、国家自然科学基金(批准号: 51323008, 51271213, 51105311)和高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)资助的课题.

摘要: 基于金属熔体结构的遗传性, 激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响, 理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义. 本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料, 采用激光立体成形技术沉积Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金, 考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响. 结果发现, 原始粉末组织由非晶相及粗大的Al5Ni3Zr2相组成; 当激光线能量较低时, 相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al5Ni3Zr2相; 随着线能量的提高, 熔池中Al5Ni3Zr2相消失, 保持了非晶态, 但热影响区晶化加重, 并有大量Al5Ni3Zr2相析出; 当采用退火态粉末时, 即使线能量较小, 相应熔覆层仍主要由非晶构成, 几乎无Al5Ni3Zr2相析出. 这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排, 与Al5Ni3Zr2相关的原子短程/中程有序结构减少, 导致已沉积层非晶区的热稳定性提高, 不利于Al5Ni3Zr2相析出. 可见, 提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化, 而粉末中的Al5Ni3Zr2团簇相状态对Zr55Cu30Al10Ni5合金沉积层的晶化有重要影响.

English Abstract

参考文献 (31)

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