收藏本站
收藏 | 论文排版

Zr(Co,Ni)Al大块金属玻璃力学及晶化行为研究

秦雪梅  
【摘要】:比强度是指材料的强度与密度的比值。在航空、航天、汽车、竞赛自行车等应用领域,要求其材料兼具重量轻和强度高两种特性。大块金属玻璃(bulkmetallic glass,缩写BMG)的内部原子被“冻结”在液态,其原子结构短/中程有序、长程无序、没有晶界位错等结构上的缺陷,使得BMGs被用作结构和功能材料。如何提高其玻璃形成能力、力学性能(如比强度、塑韧性等)和抗晶化能力成为BMGs大规模应用的主要瓶颈。本文主要探索了化学元素对BMG的力学性能和结晶行为的影响规律,主要研究Zr_(56)Co_(24)Al_(20)BMG的玻璃形成能力、力学性能以及不同加热速率下的热力学行为。同时还研究分析Ni部分替代Co元素对Zr_(56)Co_(18-x)Ni_xAl_(16)(x=0、2、4和8)体系BMG过冷液相区的热稳定性、玻璃形成能力以及晶化行为的影响。得到如下重要结论:首先通过水冷铜模获得了完全非晶的Zr_(56)Co_(24)Al_(20)合金,铸态Zr_(56)Co_(24)Al_(20)合金试样的屈服强度超过2GPa同时具有超过10%的极限断裂应变;在Zr_(56)Co44-xAlx(x=12、16、20)BMGs中随着Al/Co比值的增加,压缩塑性和比强度得到明显的提高,Zr_(56)Co_(24)Al_(20)金属玻璃的比强度明显高于316L不锈钢,典型的轻合金材料以及Pd基、Cu基、Zr基大块金属玻璃。过冷液相区的热稳定性更好,但随着A1元素的增加,晶化过程中原子重新排布更加容易,因此晶化激活能有所下降。压缩后试样外表面形成的大量多重剪切带有效降低了局部能量集中,得到大的压缩塑性;断口上的脉纹花纹的存在证明了非晶合金断裂平面内发生的纯剪切过程。其次,Zr_(56)Co_(18-x)Ni_xAl_(16)(x=0、2、4、8)BMG随Ni含量的增加实现玻璃转化温度先升高再降低,过冷液相区的宽度也出现相同的规律;γ参数也是先下降然后上升,表明Ni含量的变化影响合金的玻璃形成能力;通过Ni含量的改变可以提高大块金属玻璃的抗晶化能力。


知网文化
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978