选择性激光熔化中锆基块体金属玻璃的局部结晶
材料科学
2022-12-01 v1 应用物理
摘要
非晶态金属因其无晶界与位错相关的优越性能，有望用作结构材料。获得非晶态需要高冷却速率淬火。在传统工艺中，这正是阻碍非晶合金应用的显著尺寸限制之因。增材制造（AM）不受尺寸限制。所谓块体金属玻璃（BMG）合金具有极低的临界冷却速率，可用于 AM。近期关于锆基 BMG 选择性激光熔化（SLM）的研究已证实获得非晶态的可能性，并揭示局部结晶是该工艺的主要缺陷。本工作旨在分析局部结晶的条件，并试图通过优化工艺参数加以控制。以锆基 BMG 合金 Vit 106 在单道 SLM 实验中完成了全面的参数分析。所观察到的显微组织与通过激光作用区解析传热模型估算的温度场和热循环相关联。在激光道横截面上，中央亮区被识别为重熔区。环状较暗结晶区环绕重熔区。该模型符合实验获得的重熔区尺寸随激光功率与扫描速度的变化关系。似乎激光加工前存在于基体中的初生晶体夹杂物在激光熔化时溶解。重熔区平均冷却速率远大于临界冷却速率。因此，不预期发生均匀形核。然而，理论估算的结晶时间足以在热影响区内发生可观的晶体生长，该处初生晶体夹杂物与晶核未完全溶解。
引用
@article{arxiv.2211.17140,
title = {Partial crystallization in a Zr-based bulk metallic glass in selective laser melting},
author = {R. S. Khmyrov and P. A. Podrabinnik and T. V. Tarasova and M. A. Gridnev and A. D. Korotkov and S. N. Grigoriev and A. Yu. Kurmysheva and O. B. Kovalev and A. V. Gusarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.17140},
year = {2022}
}