合金化對鋯基非晶合金非晶形成能力和力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文通過單輥熔體快淬法制備了Zr-Cu二元系列合金薄帶，研究了Zr-Cu二元合金的非晶形成能力，然后參照Zr-Cu二元合金相圖，選擇鋯含量較高的深共晶點，加入合金化元素Al、Ag，通過銅模吸鑄法制備了直徑為3mm的(Zr0.72Cu0.28)100-x(Al0.5Ag0.5)x(x=0、2、4、6、8、10)合金棒狀試樣和直徑為2mm、3mm、4mm、6mm的（Zr0.72Cu0.276Ag0.004)88Al12非晶合金試樣，研究了合

2、金化元素Al、Ag的共同添加對非晶復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響，并研究了冷卻速率對(Zr0.72Cu0.276Ag0.004)88Al12合金組織和力學(xué)性能的影響。得到如下結(jié)論：
　　(1)通過單輥熔體快淬法制備出Zr-Cu二元合金系列薄帶，研究了合金成分對Zr-Cu二元合金非晶形成能力的影響。結(jié)論如下：形成Zr-Cu二元非晶的成分介于36-72.4at.％之間；當(dāng)Zr含量在36-50at.%時，隨著Zr含量的增加，過冷液相區(qū)寬度

3、ΔTx(ΔTx=Tx-Tg)先減小后增大；Zr含量大于50at.%時，隨著Zr含量的增加ΔTx逐漸減?。籞r含量等于50at.%時，ΔTx達到最大值54K，約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg(Trg=Tg/Tl)達到最大值0.5669，約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度與過冷液相區(qū)寬度ΔTx的趨勢相同，即在Zr含量介于36-50at.%時，Zr-Cu二元合金的非晶形成能力隨著Zr含量的增加先減小后增大；Zr含量大于50at.%時，隨著Zr含量的增加，其非晶形成能力減

4、小，Zr含量為50at.%時，非晶形成能力最強。
　　(2)研究了合金化元素 Al、Ag的共同添加對(Zr0.72Cu0.28)100-x(Al0.5Ag0.5)x(x=0、2、4、6、8、10)系合金的非晶形成能力、組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)論如下：隨著Al、Ag元素含量的共同添加，合金的非晶形成能力先增大后減小再增大，然后一直減??；合金的室溫壓縮強度隨著Al和Ag的少量增加，合金的抗壓強度降低，隨著 Al和Ag的進一步增大，試樣

5、的強度陡增，而后一直降低。x=4，6，8的試樣在壓縮過程中發(fā)生了塑性變形，塑性變形量分別為0.52%，1.39%，0.23%，x=6時的塑性變形量最大；屈服強度分別為1160，953，921MPa，呈逐漸下降的趨勢。
　　(3)研究了冷卻速率對(Zr0.72Cu0.276Ag0.004)88Al12合金組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)論如下：不同冷卻速率下的(Zr0.72Cu0.276Ag0.004)88Al12合金棒狀試樣皆為全非晶結(jié)構(gòu)

6、，但各成分合金的漫散射峰的寬度和強度有略微的差別，說明不同冷卻速率條件下的非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)有所不同，合金內(nèi)部原子可能存在著不同的近程有序結(jié)構(gòu)；隨著冷卻速率的降低，合金的抗壓強度基本維持在1600Mpa左右，合金的塑性隨著尺寸的增加逐漸降低，其中2mm試樣的工程塑性應(yīng)變εp可達到182%，真應(yīng)變達82.19%以上；3mm的試樣也表現(xiàn)出13.22%的大塑性；4mm和6mm的試樣塑性分別為3.26%、1.50%，除了塑性應(yīng)變有差別之外，4m

7、m和6mm試樣的其他性能相差不大。
　　(4)對不同冷卻速率條件下的(Zr0.72Cu0.276Ag0.004)88Al12合金棒狀試樣斷口形貌分析可知，剪切帶分布越均勻，間距越小，相互交錯作用越大，其斷裂塑性和抗壓強度就越大；在腐蝕后的2mm和3mm樣品中發(fā)現(xiàn)了尺寸大小不同的由硬區(qū)和軟區(qū)組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的尺寸越小，軟區(qū)的體積分數(shù)越大，則塑性就越好，因為變形時剪切變形區(qū)首先出現(xiàn)在軟區(qū)，在加載時發(fā)展成剪切帶，與此同時，數(shù)不清