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Zr基块体金属玻璃的制备与焊接

王小京  
【摘要】:Zr基块体金属玻璃的玻璃形成能力很高,是一种发展前景很好的结构材料。但是就此合金的焊接性能的研究才刚刚起步。本文研究围绕着Zr基块体金属玻璃制备以及焊接性研究开展了以下工作: 1、采用真空喷铸的方法制备出了板状、圆柱状的Zr基块体金属玻璃。结构分析采用X射线衍射(XRD)透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段;特性分析实验采用差动热分析DSC,得到Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)的T_g、T_x分别为690K和771K,ΔT_x为81K。 2、Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃点焊焊接、激光焊接均在不同程度上出现了晶化现象。激光焊焊接接头的抗拉强度表明其力学性能和原始强度比较下降了约1/3。 3、Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃可以在较宽的工艺参数范围内,用摩擦焊接方法成功连接。其中主轴转速n=2500~5000rpm、摩擦压力p_1=80~100MPa、摩擦时间t_1=0.1~0.4s,顶锻压力p_2和保压时间t_2分别为200MPa和2s。对接头的XRD、TEM检测没有发现晶化现象。 4、室温下Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)金属玻璃的拉伸和压缩过程有很大不同。压缩断口形貌表现为典型的类脉纹状结构,压缩断裂角度θ_C=43°,压缩断裂是在纯剪切模式下发生的;而拉伸断口表面则为类脉纹状以及类花心状形貌两种典型形貌,拉伸断裂角θ_T=52°,表明拉伸断裂不仅仅是在纯剪切模式下发生。拉伸和压缩断裂面都偏离最大剪应力面。


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