鋯基非晶合金微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究.pdf

1、由于鋯基非晶合金優(yōu)異的力學(xué)性能和不同于晶態(tài)金屬材料的結(jié)構(gòu)，人們對(duì)它的研究興趣愈來愈濃厚。但是鋯基塊體金屬玻璃作為結(jié)構(gòu)材料在具有諸多優(yōu)異性能的同時(shí)也存在一些問題，比如脆性斷裂問題，非晶合金具有塑性時(shí)的結(jié)構(gòu)問題，以及非晶合金制備時(shí)外部條件對(duì)其性能影響的問題等都是目前非晶合金急需解決的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對(duì)(Zr0.761Cu0.147Ni0.092)92-xAl8+x非晶合金Al元素的調(diào)整，得到了大尺寸的具有較好塑性的(

2、Zr0.761Cu0.147Ni0.092)92Al10非晶合金。合金直徑3mm試樣塑性變形εp達(dá)到了15.82%，且此成分具有較好的非晶成形能力，過冷液相區(qū)ΔTx達(dá)到了94K;并且隨著Al含量的增加，(Zr0.761Cu0.147Ni0.092)92-xAl8+x合金的屈服強(qiáng)度和顯微硬度都有所增加，且當(dāng)x=6時(shí)達(dá)到最大的1713MPa和4096MPa。⑵通過對(duì)(Zr0.761Cu0.147Ni0.092)92-xAl8+x非晶合金混合

3、焓ΔHmix和混合熵ΔSmix的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)ε越接近1，合金的熱穩(wěn)定性越好；通過對(duì)合金塑性變形時(shí)產(chǎn)生的鋸齒流變行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，隨著塑性應(yīng)變的持續(xù)，合金鋸齒流變中應(yīng)力降幅Δσs波動(dòng)越穩(wěn)定，則合金塑性越好，反之當(dāng)合金應(yīng)力降幅波動(dòng)越來越大，則合金越容易失穩(wěn)，塑性越??；通過對(duì)腐蝕后的(Zr0.761Cu0.147Ni0.092)92-xAl8+x非晶合金試樣進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)硬度在合金軟硬區(qū)的顯微硬度不同，且兩者硬度差值越大，則合金塑

4、性越好。⑶通過快速凝固，得到不同冷卻速率下的(Zr0.72Cu0.278Ag0.002)88Al12合金試樣,通過對(duì)試樣進(jìn)行室溫壓縮實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)，隨著冷卻速率的下降，合金的塑性明顯降低，在6mm時(shí)發(fā)生脆斷，與之相反的是，非晶合金的強(qiáng)度卻顯著增大（6mm試樣晶化，較大的晶粒使其強(qiáng)度顯著降低）。通過對(duì)塑性較好2mm試樣進(jìn)行腐蝕并結(jié)合背散射電子分析發(fā)現(xiàn)，腐蝕表面出現(xiàn)了類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。通過分析發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)的產(chǎn)生是由于合金被腐蝕掉的結(jié)構(gòu)相較于基體更易腐蝕

5、，結(jié)構(gòu)更加“松散”，也就是非晶合金中微觀結(jié)構(gòu)不均勻。而通過對(duì)具有較好塑性的(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金3mm試樣進(jìn)行納米壓痕測(cè)試，這一猜測(cè)得到證實(shí)。⑷通過對(duì)鑄態(tài)(Zr0.72Cu0.278Ag0.002)88Al12塊體非晶合金直徑2mm和3mm試樣進(jìn)行等溫退火處理，經(jīng)室溫壓縮實(shí)驗(yàn)和顯微硬度測(cè)試。結(jié)果表明，隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，合金2mm試樣塑性逐漸變差，而強(qiáng)度逐漸增大；但3mm試樣塑性和強(qiáng)度卻均是先減