非晶合金及復(fù)合材料組織與力學(xué)性能的研究.pdf

1、本文以提高非晶合金及復(fù)合材料室溫塑性為目的，通過銅模吸鑄法分別制備了高鋯含量的(Zr0.72Cu0.28)100-xAlx(x=0，2，4，6，8，10，12，14)合金棒狀試樣和直徑為2mm、4mm、6mm的(Zr0.72Cu0.28)88Al12非晶合金階梯試樣，微量Ag元素添加的(Zr0.72Cu0.28-xAgx)88Al12(x=0.002，0.004，0.006，0.008，0.01)合金棒狀試樣和Ti40Ni40Cu20非

2、晶復(fù)合材料棒狀試樣，研究了合金化元素、冷卻速率以及退火溫度對非晶合金及非晶復(fù)合材料組織與力學(xué)性能的影響規(guī)律。獲得下述研究結(jié)論:
　　(1)研究了鋁含量對(Zr0.72Cu0.28)100-xAlx(x=0、2、4、6、8、10、12、14)合金的非晶形成能力、組織和壓縮力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著Al含量的增加，非晶形成能力逐漸提高，脆性CuZr2相的體積分?jǐn)?shù)和晶粒尺寸逐漸減小，分布更加均勻，當(dāng)x=12、14為全非晶結(jié)構(gòu);合金的

3、室溫壓縮強度和塑性應(yīng)變隨著Al含量的增加經(jīng)歷了先升高后降低的變化過程，當(dāng)x=12時合金的綜合壓縮性能達(dá)到最好，抗壓強度達(dá)到1773MPa，塑性應(yīng)變提高到7.45％;合金的斷裂方式由劈裂模式向剪切模式轉(zhuǎn)變。
　　(2)研究了冷卻速率對(Zr0.72Cu0.28)88Al12合金階梯試樣的組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:不同冷卻速率條件下制備的合金試樣均為全非晶結(jié)構(gòu)，但其內(nèi)部原子排布發(fā)生了變化;合金的塑性應(yīng)變隨著尺寸的增加，也就是冷卻

4、速率的降低而減小，抗壓強度則先升高后下降，直徑為2mm的試樣室溫塑性應(yīng)變最大為9.23％，直徑為3mm的試樣綜合力學(xué)性能最好，其抗壓強度和塑性應(yīng)變分別達(dá)到1773MPa和7.45％。
　　(3)研究了Ag元素微量添加對(Zr0.72Cu0.28-xAgx)88Al12(x=0.002，0.004，0.006，0.008，0.01)合金的非晶形成能力和壓縮力學(xué)性能的影響，并初步研究了非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)與鋸齒流變行為和壓縮塑性的關(guān)聯(lián)。

5、結(jié)果表明:Ag元素微量添加在一定程度上提高了合金的非晶形成能力;隨著Ag含量的增加，合金的抗壓強度和塑性應(yīng)變都經(jīng)歷了先增大后減小又增大的過程，但相比原始合金成分都有不同程度的提高，除了x=0.008時改善效果不太明顯以外，其他合金成分抗壓強度均達(dá)到1800MPa以上，塑性應(yīng)變均在10％以上，其中x=0.004時改善效果最為顯著，抗壓強度和塑性應(yīng)變從原始成分的1773MPa和7.45％分別提高到了1911MPa和22.46％;斷口形貌分析

6、可知，剪切帶數(shù)量越多，間距越小，相互交錯作用越大，其斷裂塑性和抗壓強度就越大;非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)不均勻性在一定程度上提高了非晶合金的壓縮塑性，而且隨著塑性的增加，鋸齒統(tǒng)計分布由峰狀向單調(diào)下降趨勢轉(zhuǎn)變。
　　(4)研究了不同溫度(150℃、250℃、350℃)0.5 h退火處理對Ti40Ni40Cu20非晶復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:鑄態(tài)和退火處理后試樣均有B2-TiNi和B19-TiNi晶體相析出，并且退火處理后晶體相