高硅铁硅合金晶界富B相对压缩裂纹影响研究

"Fe-6.5Si-0.05B合金柱状晶晶界富B相形态及其对压缩裂纹的影响" 这篇论文探讨的是Fe-6.5Si-0.05B合金的微观结构对其力学性能，特别是压缩裂纹形成和扩展的影响。这个合金含有高比例的硅，使得它在软磁材料领域具有高磁导率、低矫顽力和低铁损的特性，适用于高性能电机和变压器等应用。然而，随着硅含量的增加，合金的脆性也会增大，这对加工和使用带来挑战。 作者付华栋、张志豪等人通过定向凝固工艺制造了具有柱状晶结构的样品，以研究合金元素的偏析行为、晶界形态和合金相的分布。他们发现晶界相有三种不同的形态：粗条状、"鱼骨"状和细条状。这些形态的形成与柱状晶的生长方式和合金相形核的难度有关。例如，枝晶生长的晶界倾向于形成粗条状和"鱼骨"状的富B相，而胞晶生长的晶界则产生细条状富B相。 在晶界相中，硅元素呈现贫化，而硼(B)元素富集，主要形成了Fe2B和Fe3B这两种合金相。不同形态的富B相对压缩裂纹的形成和扩展有不同的影响。粗条状富B相会形成微裂纹的“弱面”，促进沿晶裂纹的产生；"鱼骨"状富B相则可能成为主要的裂纹源，导致穿晶裂纹的发生；而细条状富B相则能增强晶界的结合强度，阻止裂纹扩展，有助于改善合金的室温加工性能。 论文指出，理解这些现象对于认识高硅铁硅合金的脆性本质、提高其加工性能和使用性能至关重要。尽管已经开发了一些特殊的制备方法来处理这种合金，如化学气相沉积(CVD)、特殊轧制、快速凝固和逐步增塑等，但这些方法在大规模高效生产取向高硅铁硅合金板带材方面仍存在局限性。 这篇首发论文深入研究了Fe-6.5Si-0.05B合金的微观结构与其力学性质之间的关系，为优化合金的加工工艺和提高其性能提供了理论依据。这对于开发更耐裂纹、更适合工业应用的高硅铁硅合金材料具有积极的意义。