基于Zr的散装金属玻璃在连续造过程中的温度场特性和无形形成能力
Erxu Yang1, Tao Ding1, Tingzhi Ren1
1National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Strip Rolling, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebei, 066004, China.
Heliyon
|September 23, 2024
概括
连续造5mm厚的Zr-Ti-Cu-Ni-Be (Vit1) 散装金属玻璃 (BMG) 是可能的. 模拟显示冷却速度超过了临界速度,确保无形结构的形成.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是一种金工业.
- 固化科学 固化科学
背景情况:
- 散装金属玻璃 (BMG) 具有独特的特性,但通常需要高的冷却率来形成无形结构.
- 连续造 (CC) 为大规模BMG生产提供了一个潜在的方法.
- Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5 (Vit1) 是一个经过充分研究的BMG,具有已知的临界冷却速率.
研究的目的:
- 模拟和分析Vit1 BMG.连续造过程中的温度场分布.
- 为了评估通过连续造制备的 Vit1 BMG 的无形形成能力.
- 用实验温度测量来验证模拟结果.
主要方法:
- 用于温度场分析的FLUENT动态网状模拟.
- 连续造 (CC) 过程用于样品制备.
- 使用热电偶进行实验温度测量.
- 用X射线衍射 (XRD),差分扫描热度计 (DSC) 和传输电子显微镜 (TEM) 进行材料分析.
主要成果:
- 温度梯度和冷却速度随着距离铜模具的距离增加和凝固时间的延长而降低.
- 模拟的冷却速率始终超过Vit1 BMG的临界冷却速率 (Rc).
- 实验温度数据与模拟预测非常一致.
- 理论上可以通过连续造生产5mm厚的Vit1 BMG板块.
结论:
- 连续造是一种生产Vit1 BMG的可行方法,具有足够的冷却速率来保持无形结构.
- 该研究证实了使用CC生产5毫米厚的Vit1 BMG板块的理论可能性.
- 使用XRD,DSC和TEM的微结构分析支持无形相形成.
