Zr基塊體非晶合金熔體流動性及充型能力研究.pdf

1、塊體非晶合金具有極高的強(qiáng)度和彈性極限、良好的耐磨性和抗腐蝕性、熱膨脹系數(shù)低和鑄造凝固收縮率小等優(yōu)異的綜合性能，使其在航空航天以及國防裝備等領(lǐng)域顯示了重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。然而塊體非晶合金無法進(jìn)行常規(guī)的軋制或鍛造成型，成型技術(shù)的滯后限制了這類合金的應(yīng)用。利用合金熔體的流動性進(jìn)行鑄造成型是最有可能實(shí)現(xiàn)低成本加工的有效技術(shù)途徑。
　　本文以Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit1)和Ti32.8Zr30.2Cu9

2、Ni5.3Be22.7(ZT3)兩種非晶形成能力比較強(qiáng)的塊體非晶合金為研究對象。用工業(yè)純銅和高純石墨兩種不同的鑄型材料，設(shè)計(jì)和加工了不同尺寸的鑄型型腔。選擇不同的過熱溫度和澆注高度等試驗(yàn)參數(shù)，對上述兩種非晶合金熔體開展了流動性試驗(yàn)研究，用體積流量評價(jià)了合金熔體的流動性和充型能力?；阼T件成型理論和傳熱學(xué)理論，在晶態(tài)合金體積流量本構(gòu)方程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了用于表征非晶態(tài)合金熔體體積流量的改進(jìn)型方程。用X射線衍射(XRD)和差示掃描量熱儀(DS

3、C)對流動性試樣的結(jié)構(gòu)和熱物性參數(shù)進(jìn)行測試分析；用Instron萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試不同試驗(yàn)條件下塊體非晶合金的室溫壓縮性能；用掃描電子顯微鏡觀察試樣斷口形貌。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩種塊體非晶合金熔體在鑄型中的體積流量隨過熱溫度的提高和鑄型流動通道橫截面積的增大而增大。通過增加澆注高度可提高充型速度和熔體的體積流量，且體積流量和澆注高度之間呈線性關(guān)系。比較塊體非晶合金熔體在工業(yè)純銅和高純石墨鑄型中的流動特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，在相同的鑄造條件下，