Cu基塊狀非晶的微觀組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、多元塊狀非晶合金擁有獨(dú)特的性能如：高強(qiáng)度、高硬度、室溫下極大的彈性和良好的加工成型，在近幾年來(lái)引起了人們廣泛的關(guān)注。作為一種潛在的結(jié)構(gòu)和功能材料，非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)以及形變行為成為了當(dāng)前材料研究的熱點(diǎn)之一。 本文以Cu基大塊非晶為研究對(duì)象，對(duì)塊狀非晶的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，主要包括以下結(jié)果： 對(duì)Cu50Zr42Al8塊狀非晶錐形試樣鑄態(tài)組織和退火前后顯微硬度的變化進(jìn)行了研究。Cu50Zr42Al8錐形非晶合金試樣

2、在直徑為φ4.8mm及以下尺寸時(shí)的區(qū)域是完全非晶組織，在大于直徑φ4.8mm出現(xiàn)了非晶和晶體的混合狀態(tài)。隨冷卻速率的變化，錐形試樣的微觀結(jié)構(gòu)由表面非晶區(qū)、中心細(xì)等軸晶區(qū)及介于兩者之間的過(guò)渡區(qū)組成。 大塊非晶合金的硬度在結(jié)構(gòu)馳豫過(guò)程和應(yīng)力松弛過(guò)程中發(fā)生變化。從非晶區(qū)到非晶/晶體過(guò)渡區(qū)，退火前，硬度變化為逐漸升高到最大值后，再逐漸降低，最高硬度為713HV。退火后，硬度變化為先降低，再逐漸升高達(dá)到最大值后，再逐漸降低，最高硬度為73

3、4HV。在非晶區(qū)域，退火前硬度由中心到表面是逐漸降低的，退火后硬度由表面到中心是逐漸增加的。在非晶/晶體過(guò)渡區(qū)，退火前硬度由中心到表面是逐漸升高的，退火后硬度由中心到表面是逐漸降低的。熱處理后，試樣顯微硬度有整體升高的趨勢(shì)，所以適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢蕴岣叻蔷?晶體復(fù)合材料的硬度。 用納米壓痕法研究了Cu50Zr42Al8塊狀非晶合金錐形試樣從非晶區(qū)到非晶/晶體過(guò)渡區(qū)的微區(qū)力學(xué)性能及塑性變形機(jī)理。Cu50Zr42Al8非晶合金錐形試樣的

4、壓痕硬度和接觸彈性模量值在非晶區(qū)內(nèi)平均值分別為18.63GPa和196.55GPa，在非晶/晶體過(guò)渡區(qū)內(nèi)為15.48GPa和178.05GPa，從非晶區(qū)到非晶/晶體過(guò)渡區(qū)整體平均值為16.71GPa和185.38GPa。在非晶區(qū)內(nèi)，發(fā)生小的塑性變形和彈性變形，具有相對(duì)高的硬度。在非晶/晶體過(guò)渡區(qū)內(nèi)，與非晶區(qū)相比，表現(xiàn)為小的硬度和彈性模量，大的塑性變形量。 研究了退火熱處理對(duì)Cu50Zr42Al8塊狀非晶合金壓縮力學(xué)性能的影響。試

5、樣在玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tx以上等溫退火處理后，開(kāi)始析出晶體相AlCu2Zr和Cu10Zr7，且Cu10Zr7占多數(shù)，經(jīng)973K等溫退火處理后已完全晶化。在整個(gè)晶化過(guò)程中，淬態(tài)、400K和600K退火試樣的抗壓強(qiáng)度區(qū)別不大，壓縮斷口形貌極為相似，表現(xiàn)為分布均勻的脈狀花紋；743K等溫退火處理后抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大，壓縮斷口形貌表現(xiàn)為分布不太均勻的脈狀花紋；在退火溫度為753K時(shí)呈現(xiàn)出少量的脈狀花紋；抗壓強(qiáng)度最小出現(xiàn)在873K退火試樣，斷口形貌基本上