合金化對鋯基塊體非晶的結構與性能的影響.pdf

1、Zr基非晶合金因具有高強度、高硬度及大的彈性極限等優(yōu)異性能而被廣泛研究。但是其室溫壓縮脆性一直制約著它在工程上的應用。因此，本文以提高非晶合金室溫塑性為目的，開展了三個方面的研究工作：一是調整合金成分，通過改變 Ni與 Cu的含量比，研究 Ni/Cu比對 Zr-Cu-Ni-Al四元非晶合金熱穩(wěn)定性與力學性能的影響；二是通過微量 Ag元素的添加，研究 Ag元素微量添加對Zr-Cu-Ni-Al四元非晶合金熱穩(wěn)定性與力學性能的影響。三是改變

2、Al含量，制備Zr-Cu-Al三元合金，探討合金化對合金凝固組織的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴研究了Ni/Cu比對Zr70Al8Cu22-xNix(x=8.5,9,9.5,10,10.5,11)合金熱穩(wěn)定性與力學性能的影響。結果表明：隨 Ni/Cu比增加，過冷液相區(qū)寬度ΔTx基本在80~81K之間，但Ni/Cu比為0.63和0.76時對應較高的ΔTx，在Ni/Cu比為0.76時，熱穩(wěn)定性達到最大值89K，熱穩(wěn)定性較好；隨 N

3、i/Cu比增加，塑性應變整體呈下降趨勢，但在 Ni/Cu比為0.76時出現(xiàn)反常增大，具有良好的塑性，屈服強度整體呈下降趨勢，其變化的規(guī)律性不強，存在波動性。彈性模量在 Ni/Cu比為0.63時達到最大值80GPa，其余Ni/Cu比合金則在58~65GPa范圍內變化；綜合比較發(fā)現(xiàn)Ni/Cu比為0.63時的合金塑性應變、屈服強度及彈性模量 E均達到最大值。⑵通過制備(Zr0.72Cu0.28)100-xAlx(x=0、2、4、6、8、10、

4、12、14)楔形試樣，研究了腐蝕劑及腐蝕工藝對(Zr0.72Cu0.28)88Al12合金組織形貌的影響，并且研究了不同Al含量試樣在相同區(qū)域內凝固組織的變化。結果表明：適宜于 Zr-Cu-Al三元合金的腐蝕劑及配比為 HF:HNO3:HCL:H2O=3:3:3:50，腐蝕時間為4min；隨 Al含量的增加，合金的微觀組織發(fā)生了由柱狀晶體、等軸晶、網(wǎng)狀結構的依次轉變。隨Al含量的增加使合金微觀組織發(fā)生了由晶體向非晶體復合組織的變化，在少

5、量晶體彌散分布的(Zr0.72Cu0.28)88Al12非晶合金中顯微硬度達到最高。⑶研究了微量Ag元素添加對((Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12)100-xAgx(x=0、0.01、0.02、0.05)合金熱穩(wěn)定性與力學性能的影響。結果表明：Ag元素微量添加后降低了合金的熱穩(wěn)定性和力學性能；其中 x=0時(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12合金的室溫力學性能最大，壓縮塑性達到13.50%，抗壓