在较高真空的气氛下,依据大块非晶合金的横截面积和长度尺寸,选用水冷轧辊的孔型 和调试水冷轧辊辊缝的尺寸,能够确保轧铸的时候块体的非晶合金材料的连续性;将已经熔 化的非晶合金熔体通过坩埚,控制浇口和柱塞的流量,使熔体能够顺利流到浇嘴内,熔体以 均匀并且持续不断地方式注入到水冷轧辊的辊缝里。最后经过两个相对旋转着的水冷轧辊制 备出符合要求的大块非晶合金产品[19]。如图 1。3 所示:
图 1。3 连续铸轧示意图
(3)块体非晶合金分步骤冷却连续铸造法
如图 1。4 所示[20],该方法是利用分步冷却的办法,首先合金溶液经过溶液分散器的冷却, 然后进入冷凝器,从而使得块体非晶合金能够连续铸造。具体步骤如下:先把合金原料在坩 埚里熔化,再加热使其过热到合金的熔点温度以上,持续保温,紧接着需要提起坩埚的柱塞, 让合金液能够从坩埚的底部的浇口流出去,使其进入到下方的液流分散器,在液流分散器中, 合金溶液被其分散成细小的股流,合金液在下落的过程中被迅速冷却到形核 C 曲线的鼻尖处 温度 Tn 附近,将低温合金溶液浇入铸型,并且使其冷却至玻璃转变温度,从而使熔体冷凝形 成非晶合金。
图 1。4 分步冷却连续铸造法示意图
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1。1。3 铁基非晶特性
1。1。3。1 铁基非晶合金的腐蚀特性
依据塔菲尔定律,腐蚀电流密度与阳极的溶解速率有关,它可以由下式表示[21]:
其中:(KT/h)为频率因子;△G*为电化学活化自由能;Ns 是单位面积上的原子数;
是阿伏伽德罗常数;a 是处于样品表面上活性原子位置的原子分数。由上述公式可以发现, 腐蚀电流密度 i0 主要是和表面活性原子数量 a,合金的电化学活化能△G*有关。
通常来说,从热力学的角度看,非晶态合金是不稳定的,处在非平衡状态;但是晶态合 金状态则处于平衡位置,所以晶态合金就是稳定的。因此在电化学腐蚀的过程中,非晶态结 构表面的电荷跨过相界面的电化学活化能将会较相对应的晶态结构的合金低,也就是说非晶 态结构的合金的表面原子处在非平衡状态中,非晶态结构的合金的表面原子能量势垒和相应 的处于平衡晶态的表面原子相比,会比较高,因此非晶态合金倾向于溶解的表面活性原子分 数要比其晶态合金的高。因而根据公式来说,晶态结构的合金的电化学腐蚀速率比相应的非 晶态结构的合金低。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
但根据相关的研究我们可以发现,某一些铁基非晶合金特别是块体的铁基金属玻璃体现 出不错的耐腐蚀性能。比如早在 1974 年,就有日本东北大学的学者发现在 1MHCl 溶液中 Fe-10Cr-13P-7C 非晶合金的耐腐蚀性能要优于传统的 304 不锈钢(Fe-18Cr-8Ni)[22];在高达 12MHCl 溶液中,Fe-Cr-Mo-C-B 块体非晶合金仍具有非常低的腐蚀速率[23]。铁基非晶合金具 有非超好的耐腐蚀性,首先是因为非晶合金是单相固溶体,结构上不存在位错、晶界和层错 等晶体结构存在的缺陷,也不具有成分偏析,其组织和成分的均匀性使它具备了良好的抗局 域腐蚀条件;其次,添加合金化元素以提高其非晶形成能力;最后,借助 XPS 技术,人们发 现由于非晶态合金具有活性非常高的表面原子,能够在表面上迅速形成钝化膜[24,25],使点蚀 难以发生。因此,铁基非晶表现出的较好的耐腐蚀性能与其单相固溶体结构和钝化元素在其 表面形成的钝化膜有关[26-27]。