·134 北京科技大学学报 第16卷 较B,O,和SiO,的生成Gibbs自由能之后，可以看出B在激光处理后的烧损比Si还要多. 在忽略热容影响的情况下，它们的生成Gibs自由能与温度的关系分别按以下公式表示I6: △GB,0,=-304-12.9T △Gso,=-217.6-9.91T 在同样的温度条件下，由于形成B,O3比形成 附表激光处理前后非晶合金成分，t% SO2更容易，加以激光束与工件表面交互作 Table Composition of amorphous alloy before 用的时间很短，考虑到B的扩散激活能远比 and after lser glazing S的为小，因此，在激光非晶化处理的高温作 元素 Fe Ni Cr 用下，B的烧损要比Si的烧损为大 处理前 55.41931.3382.52010392 合金的非晶形成能力与[T,/T]的比值密 处理后 55.16734.6162.8467.372 切相关【刀，T,为玻璃化转变温度；T,为合金 金的液相线温度·对于过渡族一非（类）金属合金系来说，随着非金属元素含量的增加， 一般会引起T,的提高与T的下降，从而使T/T了比值增加（向1趋近），使非晶形成能力增 强，通常要求非金属元素的含量在15at%~25at%之间。这是由于合金处于共晶成分附 近范围时，金属与非金属原子间较强的结合力使合金液体具有最稳定的结构·可以预 测，Si、B含量的减少降低了非晶形成能力，在激光处理后出现了非晶与微晶并存的情况是 不足为奇的事情·尽管在激光处理中进行吹氩气操作，看来吹氩气的保护作用还不足以防 止Si、B的烧损，必须在处理工艺上采取更加有效的措施， 3结论 (1)利用10kWCO,气体激光器，对熔敷在中碳钢表面上的FeNiCrSiB合金进行激光照 射处理，不论是单条处理区，还是搭接区，均获得了非晶结构， （2)除非晶结构外，在上述处理区中也存在有微晶组织， (3)扫描探针检测发现，激光处理后，合金中的S含量明显减少，由于非金属元素含 量对非晶形成能力至关重要，S的减少是出现微晶的重要原因，为此在激光非晶化处理中单 靠吹氩保护是不够的· 参考文献 1 Naka M,Hashimoto K,Masumoto T.J Japan Inst Metals,1974,38 853 2 Hashimoto K.Rapidly Quenched Metals,(Vol.II).Elsevier,Amsterdam 1985.1449 3 Yoshioka H,Asami K,Kawashima A,et al.Rapidly Quenched Metals,(Vol.D.Elsevier,Amsterdam: 1986.123 4 Kaufman E N.Wallance R J.Laser Surface Treatment of Metals.San Miniato,Itay:1985.2~13 5 Yoshioka H,Asami K,et al.Corrosion Science.1987,27 (9):981~995 6库巴谢夫斯基O,奥尔考可CB著，邱竹贤译.冶金热化学.北京：冶金工业出版社，1985.326一407 7胡汉起，金属凝固原理.北京：机械工业出版社，1991.191~19513 4 北 京 科 技 大 学 学 报 第 16 卷 较 B户 3 和 5 10 2 的生 成 G bi 玩 自由 能 之 后 , 可 以 看 出 B 在 激 光 处理 后 的 烧 损 比 is 还 要 多 . 在忽 略热容 影 响的情况 下 , 它们 的生 成 G ib be 自由能与温 度 的关 系分 别按 以 下 公 式 表示 [ 6 :] A G B刃 , = 一 304 一 12 · g T △ G s io Z = 一 2 17 · 6 一 9 · g l T 在 同样的温度条件下 , 由于形 成 B夕 3 比 形成 5 10 : 更 容 易 , 加 以 激光束与工件 表 面交互 作 用 的时 间很短 , 考 虑 到 B 的扩散激 活 能远 比 is 的为刁、 , 因此 , 在激光非晶化处理 的高 温作 用 下 , B 的烧损要 比 is 的烧 损为大 . 合金的非 晶形 成能 力 与 [几/不]的 比值密 切相 关 【’ ] , T , 为玻璃 化转 变温 度 ; 不 为合金 附 表 激 光处理前 后非晶合金成分 , at % 1抽创晚 C翩四刻加 健 叨狱叫姗. . 正理 b断能 . 川 . 伪叮 妞政 蜘劝毛 元 素 eF NI rC is 处理前 55 . 4 19 3 1 . 338 2 . 520 10 . 392 处理后 5 . 167 抖.6 16 么别6 .7 372 金 的液相线温度 . 对于 过渡族 一 非 (类 ) 金 属合 金 系来说 , 随着 非 金 属 元素 含量 的 增加 , 一 般会 引起 几的提高与 不的下 降 , 从 而使 几/不 比值增 加 (向 1 趋近 ) , 使非 晶形 成 能力增 强 , 通 常要求 非金 属 元素 的含量 在 15 at % 一 25 at % 之 间 。 这 是 由于 合 金 处于 共晶 成分 附 近 范 围时 , 金 属 与 非金 属 原 子 间较 强 的 结 合力 使合 金 液 体 具 有 最 稳 定 的 结 构 . 可 以 预 测 , is 、 B 含 量 的减少 降低 了非 晶形成能力 , 在 激光处理后 出现 了非 晶 与微 晶 并存 的情 况是 不足 为奇 的事 情 . 尽管在 激光 处理 中进行 吹氢气操作 , 看 来吹 氢 气的 保护 作 用 还 不足 以 防 止 iS 、 B 的烧损 , 必 须在 处理工 艺上 采取更加 有效 的措 施 . 3 结 论 ( l) 利 用 10 k W C O : 气体激光 器 , 对熔敷 在 中碳 钢表 面上 的 F e N IC rS 迅 合金 进行激光照 射处理 , 不论是 单条处理 区 , 还 是搭接 区 , 均获 得 了非 晶结构 . ( 2) 除非 晶结 构外 , 在上 述处理 区 中也存在有微晶组 织 . ( 3) 扫描 探针检测发现 , 激光处理后 , 合金 中的 is 含量 明显 减 少 . 由于 非 金 属 元 素含 量 对非 晶形成能 力至 关重要 , is 的减少是 出现微晶 的重 要 原 因 , 为 此 在 激 光非 晶化 处理 中单 靠 吹氢保护是不够 的 . 参 考 文 献 N a k a M , H as h i伽ot K , M as l n n o ot T . J Ja Pan 加 t M e at 曲 , 1974 , 38 : 853 H aS l l il n o ot K . aR p 过y Quen cb ed M e at 七 , ( vo l . n ) . E 比幼七r , 角粥记沈区m : 198 5 . 14 9 丫b s肠ka H , A 锹m i K , aK 腮h i arn A, et ia . Ra Piid y Q ue cn 坛沮 M e切 sJ , (钓l . D . E枕v 记r , A n 招 忱侧以m : 1986 . 12 3 凡1川h n n E N , Wal 】a n代 R J . 1宝比r S ur af ce T 代牡 加℃n t o f M e 怕七 . San M in aj t o , l at y : 198 5 . 2 一 13 Y 沈1 1沁 ka H , A sa n 五 K , et al . 伪 r n 粥 沁n S O le n c e . 1987 , 27 (9) : 98 1 ~ 卯5 6 库巴谢夫斯 基 0 , 奥尔考可 C B 著 . 邱竹贤译 . 冶金 热化学 . 北京 : 冶金工 业出 版社 , 1 985 . 326 一叨7 7 胡汉起 . 金属凝固原理 . 北京: 机械工业出版社 , 1卯 1 . 191 ~ 195