Mg-Cu-Tb塊體非晶合金的形成及合金化研究.pdf

1、高比強度的鎂基非晶合金被認為是未來航空航天、交通和通訊三大領(lǐng)域具有前途的材料之一，是非晶材料領(lǐng)域的一個研究熱點。本文選取具有強抗氧化能力的Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>非晶合金作為研究對象，采用真空感應(yīng)熔煉及噴鑄的方法制備出一系列Mg<,65>Cu<,25-x>Tb<,10-y>Ni<,x>RE<,y>塊體非晶合金，利用XRD、DSC、EDS、SEM等分析測試方法，在系統(tǒng)研究Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>非晶合金

2、的制備條件、非晶形成及其性質(zhì)的基礎(chǔ)上，探討了Ni替代部分Cu以及添加混合稀土元素對Mg-Cu-Tb塊體非晶合金形成能力和性質(zhì)的影響。主要內(nèi)容和結(jié)論有： 制備出φ3mm的Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>非晶合金，根據(jù)DSC曲線數(shù)據(jù)分析，其過冷液相區(qū)寬度△T<,x>=73K，約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度T<,rg>=0.573，合金的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性與Mg<,65>Cu<,25>Y<,10>相當，并具有較好的抗氧化能力。室溫壓縮

3、斷裂強度為756 MPa，彈性模量為54GPa，試樣在最終斷裂前沒有明顯的塑性應(yīng)變，屬于脆性斷裂。 系統(tǒng)分析了Ni替代部分Cu對Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>非晶合金形成能力及力學性能的影響。隨著Nj含量的增加，Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>(x=0，5，10)非晶合金的形成能力與熱穩(wěn)定性依次降低。但是添加5﹪的Ni元素可以顯著提高Mg<,65>Cu<,25>Tb<,10>非晶的強度，其室溫壓縮斷裂強度

4、從756MPa提高到867 MPa，維氏硬度從241增加到252，過冷液相區(qū)寬度為56，表現(xiàn)出良好的非晶形成能力與強度匹配。 研究了稀土元素在該系列非晶合金中的作用。用3﹪的Ce或6﹪的稀土混合物(Ce(3﹪)+Y(3﹪))替代部分Tb后，所得到的Mg<,65>Cu<,20>Ni<,5>Tb<,7>Ce<,3>、Mg<,65>Cu<,20>Ni<,5>Tb<,4>Ce<,3>Y<,3<非晶的T<,rg>值從Mg<,65>Cu<

5、,20>Ni<,5>Tb<,10>的0.542增長到0.553、0.554，△T<,x>值從56增長到59、62。多組元之間的混亂效應(yīng)與稀土元素的強抗氧化性是非晶形成能力與熱穩(wěn)定性提高的重要原因。但是，這些多稀土組元非晶合金的脆性很大，壓縮斷裂強度遠低于Mg<,65>Cu<,20>Ni<,5>Tb<,10>，都在300MPa以下發(fā)生碎裂。 分析了一系列Mg<,65>Cu<,25-x>Tb<,10-y>Ni<,x>RE<,y>塊體