Zr基塊體非晶合金的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、本次工作主要包括兩個(gè)方面，首先是通過相圖計(jì)算確定合金的成分，并利用銅模吸鑄法制備出直徑為3mm的Zr基合金試樣。其次就是對(duì)試樣的檢測(cè)、分析并得到結(jié)論，研究了Ni元素的加入量、Zr含量的變化、不同冷卻速率、Co、Fe、Ti微量元素的添加對(duì)組織與力學(xué)性能的影響。
　　 結(jié)果表明:通過銅模吸鑄法所得到的(Zr0.83Cu0.17)88-xAl12Nix(X=2，4，6，8，10)非晶合金，適量的Ni添加對(duì)(Zr0.83Cu0.17)8

2、8-xAl12Nix的綜合性能有較大的提高，而晶體相的析出對(duì)合金的性能有不利的影響。當(dāng)X=10時(shí)，塊體非晶合金的斷裂強(qiáng)度和塑性應(yīng)變分別達(dá)到1679MPa和7.56％，遠(yuǎn)大于有晶體析出的復(fù)合材料。
　　 Ni的加入量的增加會(huì)使該體系的力學(xué)性能有一個(gè)變差再變好的過程，晶體格的析出使該體系的力學(xué)性能明顯下降，且在復(fù)合材料中小的不均勻枝晶對(duì)材料力學(xué)性能產(chǎn)生了更加不利的影響。在Ni含量X=10時(shí)，非晶合金有高的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力，計(jì)算

3、得到過冷液相區(qū)寬度△T=84.64K，γ=0.369，而當(dāng)Ni含量降低時(shí)，就會(huì)有固相析出，非晶形成能力降低。
　　 (Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx(x=10，20，30，40，50)成分下的非晶形成能力不強(qiáng)，只有在Zr含量為50或者超過50時(shí)才能形成非晶合金。在低Zr含量的情況下，試樣中會(huì)析出固相，導(dǎo)致合金的斷裂強(qiáng)度較低。低溫熔體處理試樣相對(duì)于高溫處理試樣晶體數(shù)目更多，低溫吸鑄時(shí)有助于晶體相的析出。隨著Zr組元含

4、量的增加，試樣由不含非晶體向全非晶過渡，表明(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx合金的非晶形成能力逐漸增強(qiáng)，到X=50時(shí)試樣為全非晶合金，其斷裂強(qiáng)度比復(fù)合材料明顯要高。
　　 ZrCuAl體系的塊體非晶合金具有較強(qiáng)的非晶形成能力和較好的力學(xué)性能，(Zr0.5Cu0.5)95Al5試樣的斷裂強(qiáng)度達(dá)到1821MPa。在ZrCuAl體系中加入微量的金屬元素Fe和Ti降低了體系的玻璃形成能力和力學(xué)性能，并且有晶體相的析出，而C