制備工藝對(duì)銅基非晶玻璃形成能力及力學(xué)性能的影響.pdf

1、Cu基非晶合金，特別是Cu—Zr—Al體系因其高強(qiáng)度、高硬度而成為極具應(yīng)用前景的非晶合金材料，并引起眾多研究者的注目。但其在理論和實(shí)際應(yīng)用中還有許多問(wèn)題有待解決，比如，如何把Cu基非晶合金的尺寸做得更大、降低制備要求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；如何提高其塑性?；诖耍疚氖褂么艖腋　~模吸鑄的設(shè)備，通過(guò)熔體過(guò)熱處理和過(guò)冷處理制備出一系列Cu45Zr42Al8Ag5非晶合金。并對(duì)所制備合金的熱力學(xué)、組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，找到具有較大臨界合

2、成尺寸、較好力學(xué)性能、有應(yīng)用前景的Cu基非晶合金，對(duì)Cu基非晶合金的理論和今后該體系的工業(yè)應(yīng)用將會(huì)起到一定作用。 通過(guò)熔體過(guò)熱處理制備出直徑為3mm的Cu45Zr42Al8Ag5非晶合金，研究了其非晶形成能力和熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，熔體過(guò)熱處理增強(qiáng)了非晶的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力，三種試樣都為完全非晶合金，沒(méi)有晶體析出。隨過(guò)熱溫度的提高，銅基非晶的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力都提高了，當(dāng)熔體過(guò)熱度為147K時(shí)，非晶合金有最好的熱穩(wěn)定性（A

3、Tx=75K），同時(shí)，其非晶形成能力也最大，其參數(shù)γ為0．4242。 對(duì)所制備的通過(guò)過(guò)冷處理的圓柱形試樣進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和熱力學(xué)分析。結(jié)果表明，非晶合金大多數(shù)析出了晶體相，形成了內(nèi)生復(fù)合材料。銅基非晶合金具有較強(qiáng)的非晶形成能力，臨界尺寸為12．86～13．76mm，都能達(dá)到厘米級(jí)，過(guò)冷液相區(qū)ATx在70～75之間，約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg在0．621～0．627之間，參數(shù)γ在0．4231～0．4240之間，臨界冷卻速率Rc基本呈下降

4、趨勢(shì)，相比較得出的熱力學(xué)參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，7＃試樣具有最好的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力。 利用光學(xué)顯微鏡觀察了試樣的組織，發(fā)現(xiàn)過(guò)熱處理后的試樣的組織為非晶基體上分布有一些白色的析出相，而過(guò)冷處理的試樣呈現(xiàn)出樹(shù)枝晶、球晶和等軸晶三種形態(tài)的晶體相。顯微硬度計(jì)測(cè)量結(jié)果表明，兩種制備方式制備出的試樣的顯微硬度從中心到兩邊逐漸降低，過(guò)熱處理后試樣最高的顯微硬度值為867．5HV，而過(guò)冷處理后的試樣最高的顯微硬度值為1016．5HV。 通過(guò)對(duì)

5、過(guò)熱度不同的直徑為3mm的棒狀非晶合金Cu45Zr42Al8Ag5進(jìn)行壓縮測(cè)試并觀察斷口形貌得知：過(guò)熱度的增大降低了Cu45Zr42Al8Ag5非晶合金的斷裂強(qiáng)度。隨過(guò)熱度的增大，相對(duì)壓縮率逐漸降低，斷裂形式為典型的脆性斷裂，斷面呈現(xiàn)脈紋花樣。而過(guò)冷處理后的試樣基本都具有一定的塑性，抗壓強(qiáng)度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)都降低，吸鑄溫度為1090K保溫2min的試樣具有最大的抗壓強(qiáng)度2266MPa，保溫4min的試樣具有最大的相對(duì)壓縮率11．7％，保