当亚晶胞”达到最终晶粒尺寸后,晶粒的细化也达到一定的极限”。初期,在磨球的作用下Ti和A1冷结合在一起,相比之下Ti的变形程度较低,晶粒细化速率也较低,而且晶粒细化到一定程度时,位错易滑移到晶界以降低晶体的内能,位错很难再在晶粒中堆积,故细化速率降低。而晶粒的进一步细化形成了非晶。
球磨过程中,Ti合金化程度的变化有人以xRD图谱中峰高减小的百分比来表示元素的合金化程度式中P0,只分别代表合金元素粉末在初始状态和某一时刻的峰高。依据XRD图谱分析及式(3)可计算出Ti,Al两种元素的合金化程度(DA)随球磨时间的变化,如所示。
AI较容易实现合金化,球磨至14h时其合金化程度已达58.8%,至30h时达到9.1%,己近乎完全合金化。相比较而言,Ti的合金化进程较为困难。Ti的合金化从球磨14h计算,这是因为在此之前由于择优取向导致峰高的增强,可视为未发生合金化。
一旦择优取向取消Ti的合金化就以相当快的速度进行,到20h时Ti的合金化程度已达85.8%,这时己趋于稳定,最终亦未能完全合金化。
讨论目前,国内外对肠一AI二元系机械合金化的研究已进行了不少的工作,但许多研究者得出的结论并不一致。这主要归于球磨条件的不同,具体可归纳如下:(1)球磨机类型。王谦等人t认为球磨机的类型即球磨的能量输入对终态相结构的影响很大。
例如,对于球磨A卜12ae吩Ti,在输入能量最高的GN2型球磨机(输出功率为100w)中研磨,最终在固溶体基础上形成了非晶;而中间能量的SPEX800型球磨机(输出功率为80W)则得到单相fcc结构:对于相对输入能l最低的QM一ISP型球磨机(输出功率为60钧,经长时间球磨后仍未能完全合金化。
但本次试验所用的振动球磨机的输出功率仅为120W,球磨10h时己出现了大量的非晶,在球磨30Oh己基本完全非晶化。(2)球磨介质。包括磨球的种类和大小。srinivasan等人阎认为,利用小尺寸磨球进行球磨更容易实现非晶化。这是因为使用小磨球进行球磨产生更为密集的摩擦和磨削效应,即磨球强度更高。显然,剧烈的球磨介质冲击将会导致更多的缺陷和更大的畸变度。
当畸变度超过一定的临界值时将会引起非晶转变。而本次试验所采用的磨球的直径较大(20Inln),最终也能够使Ti50A15.晶态混合粉末基本完全非晶化。