塊體非晶合金及其復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本論文主要從塊體非晶合金及其復(fù)合材料的制備及性能研究兩大塊進(jìn)行，以鋯基塊體非晶合金為研究對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)探索銅模吸鑄法作為外加法在制備塊體非晶復(fù)合材料上的可能性，加工制備了銅網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)與Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12、Zr64.8Cu14.85Ni10.35Al10復(fù)合的新型合金材料。同時(shí)本文也對(duì)Ta元素的添加對(duì)Zr64Cu26Al10合金組織及力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究，制作了(Zr64Cu26)90-xTaxAl1

2、0(x=0、2、4、6、8、10)一系列合金試樣。利用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)對(duì)試樣的結(jié)構(gòu)和組織進(jìn)行了分析;利用微機(jī)控制電子式萬能試驗(yàn)機(jī)、示波沖擊試驗(yàn)機(jī)、數(shù)字顯微硬度儀對(duì)材料的準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了測試;并用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的斷口形貌進(jìn)行表征。主要研究結(jié)果有:
　　 (1)銅模吸鑄工藝作為外加法制備非晶復(fù)合材料具有可行性，且工藝簡單成本較低。隨吸鑄溫度升高，當(dāng)吸鑄功率為8kW時(shí)Z

3、r63.36Cu14.52Ni10.12Al12/不銹鋼網(wǎng)復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好，其壓縮極限極限強(qiáng)度達(dá)到1542MPa，彈性應(yīng)變?yōu)?.9％，塑性應(yīng)變?yōu)?0.6％，其斷口掃描圖中出現(xiàn)的與塑性相關(guān)的脈狀紋不斷增多，甚至交互成韌窩。
　　 (2)添加不銹鋼網(wǎng)后合金的斷裂方式有三種:1）基體材料的斷裂。2）不銹鋼絲網(wǎng)的斷裂。3）不銹鋼絲網(wǎng)和基體材料結(jié)合界面的剝離。添加銅網(wǎng)后合金的壓縮斷口形貌和添加不銹鋼網(wǎng)的斷口形貌差異較大，且界面結(jié)

4、合程度影響材料斷裂方式。
　　 (3)Ta元素的加入明顯改善了合金的流動(dòng)性能和充型能力。但Ta金屬的加入并沒有像相關(guān)報(bào)道那樣得到樹枝晶/非晶復(fù)合材料，但當(dāng)x=8時(shí)，試樣的金像組織中存在耐腐蝕程度不同的相成分，且腐蝕較深的組織尺寸為40μm左右，其XRD圖譜中未出現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)明銳的峰形，應(yīng)為不同的非晶相。
　　 (4)當(dāng)x=4時(shí)試樣拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值為1404MPa，同時(shí)當(dāng)x=4時(shí)試樣沖擊韌度值達(dá)到最大為26.38J/cm2