第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

163 / 2020-09-19 19:29:15

Fe48Cr15Mo14Y2C15B6非晶涂层晶化动力学研究

Fe基非晶涂层,大气等离子喷涂,晶化动力学,晶化激活能

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亚稳态非晶合金的晶化转变一直是其理论研究的重要方向之一，但主要工作集中于相关块体材料，针对非晶涂层方面的晶化转变，尤其是转变动力学方面的研究仍较为欠缺。本文选取大气等离子喷涂Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄Y₂C₁₅B₆非晶涂层，利用差热分析(DSC)的方法，在不同升温速率下研究其晶化行为。结果表明，涂层玻璃转变温度(T_g)、初始晶化温度(T_x)和晶化峰温度(T_p) 均随升温速率的增加向高温方向移动，表现出明显的动力学效应。升温转变曲线包含四个部分重叠的放热峰，依次对应于α-Fe、M₂₃(B,C)₆、Fe₃Mo₃C和过渡相M₇C₃的析出过程，进一步通过Kissinger方程进行计算，晶化激活能依次为401±12kJ mol^-1、406±2kJ mol^-1、382±14kJ mol^-1和423±10kJ mol^-1。基于Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)理论框架，研究各相非等温条件下的晶化机制，其中α-Fe相和M₂₃(B,C)₆相主要为为预成核的扩散控制的三维长大，Fe₃Mo₃C相主要为成核速率逐渐降低的扩散控制的三维长大，而过渡相M₇C₃主要为成核速升高的扩散控制的三维长大。