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1、本文以Zr-Cu-Ni-Al四元塊體非晶合金為對(duì)象,設(shè)計(jì)了新的Zr基塊體非晶合金成分Zr51Cu24.70Ni14.34Al9.96,對(duì)比在成分設(shè)計(jì)過(guò)程中得到的Zr51Cu20.7Ni12Al16.3和Zr51Cu24.22Ni14.06Al10.72非晶成分,對(duì)其玻璃形成能力及力學(xué)行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
熱分析研究表明,在三種Zr-Cu-Ni-Al非晶合金中Zr51Cu24.70Ni14.34Al9.96合金具有極高的熱穩(wěn)定
2、性和玻璃形成能力,其玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg高達(dá)728K,約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg(Tg/Tm)達(dá)0.707,最大臨界尺寸接近12mm。但直徑12mm樣品的XRD結(jié)果有極少量的晶化峰。為進(jìn)一步提高玻璃形成能力,對(duì)直徑12mmZr51Cu24.70Ni14.34Al9.96合金進(jìn)行透射電鏡分析。研究表明,非晶基體中存在少量六角晶系的Zr5Al4類(a=8.437,c=5.8)晶態(tài)相和立方晶系的Cu9Al4類(a=8.702)晶態(tài)相。因此,進(jìn)一步降低
3、Al含量,抑制含Al化合物的析出,可以進(jìn)一步提高該合金系的玻璃形成能力。
通過(guò)準(zhǔn)靜載條件下壓縮實(shí)驗(yàn)、維氏硬度和納米壓痕等測(cè)試手段,研究了三種非晶合金的室溫力學(xué)行為。室溫壓縮實(shí)驗(yàn)表明,三種非晶合金的斷裂強(qiáng)度隨其玻璃形成能力提高而增加,其中Zr51Cu24.70Ni14.34Al9.96非晶合金室溫壓縮斷裂強(qiáng)度為2481MPa。這是由于非晶合金的斷裂強(qiáng)度與其玻璃轉(zhuǎn)變溫度呈線性關(guān)系,Zr51Cu24.70Ni14.34Al9.96非
4、晶合金具有更高的玻璃轉(zhuǎn)變溫度因而擁有更高的強(qiáng)度。
研究了不同壓縮測(cè)試條件對(duì)非晶合金力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著應(yīng)變速率的增加,非晶合金的斷裂應(yīng)力和塑性應(yīng)變呈下降趨勢(shì);隨著非晶樣品直徑的增加,非晶合金的斷裂應(yīng)力和塑性應(yīng)變呈下降趨勢(shì)。這是由于小直徑試樣具有大的冷卻速度,在鑄態(tài)下可以保留更多的自由體積,更容易引發(fā)剪切帶的增殖,從而提高非晶合金的塑性。
研究發(fā)現(xiàn)低溫下Zr51Cu20.7Ni12Al16.3非晶合金強(qiáng)度、塑
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