Ti-Zr-Ni體系塊體純準(zhǔn)晶性能研究.pdf

1、該文主要由兩部分構(gòu)成.在第一部分,首先簡單介紹了準(zhǔn)晶研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展,及準(zhǔn)晶研究的相關(guān)理論,以及準(zhǔn)晶的特性.然后作者介紹了根據(jù)三元準(zhǔn)晶系的相圖特征歸納出的三元準(zhǔn)晶形成的定量成分判據(jù),及設(shè)計(jì)和優(yōu)化準(zhǔn)晶成分的實(shí)用方法.在論文的第二部分,將Ti-Zr-Ni體系中理想成分點(diǎn)處的合金煉制成合金棒,對(duì)其進(jìn)行X射線分析,發(fā)現(xiàn)是含量接近100%的純準(zhǔn)晶.隨后我們對(duì)該塊狀純準(zhǔn)晶進(jìn)行了力學(xué)性能,腐蝕性能,摩擦磨損性能等的測(cè)定和研究.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.鑄態(tài)T

2、i<,40>Zr<,40>Ni<,20>準(zhǔn)晶合金具有良好的室溫力學(xué)性能:在1.96N的載荷下,維氏顯微硬度值接近5500MPa,斷裂強(qiáng)度達(dá)到430MPa,楊氏模量27913MPa,室溫彈性應(yīng)變可達(dá)1.49%.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,其綜合力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于Al基準(zhǔn)晶,與Zr<,55>Al<,15>Ni<,10>Cu<,20>非晶和Ti<,50>Cu<,27>Ni<,20>Sn<,3>非晶在一個(gè)數(shù)量級(jí)上.Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準(zhǔn)晶

3、合金室溫單向壓縮時(shí)應(yīng)力—應(yīng)變曲線呈現(xiàn)彈性變形特征,斷裂方式為解理斷裂,屬脆性穿晶斷裂.斷裂前未發(fā)現(xiàn)有明顯塑變發(fā)生.但在進(jìn)行維氏顯微硬度測(cè)試時(shí),試樣表面上的壓痕卻清晰規(guī)整.這表明在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下,準(zhǔn)晶材料具有一定的室溫塑變能力.2.塊體純準(zhǔn)晶合金Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>與退火后的晶體相相比,在強(qiáng)堿性溶液中準(zhǔn)晶相和晶化相的耐蝕性相差不多,在強(qiáng)酸性溶液和鹽溶液中,準(zhǔn)晶相的耐蝕性低于晶化相,可見,準(zhǔn)晶這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)不一定能提高

4、材料的耐腐蝕性能,其耐蝕性與溶液的性質(zhì)有關(guān).塊體純準(zhǔn)晶合金Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>與不銹鋼相比有著優(yōu)良的抗腐蝕性能,這說明準(zhǔn)晶的抗腐蝕性能和成分有很大關(guān)系,從極化曲線上看,準(zhǔn)晶樣品抗堿溶液腐蝕能力最強(qiáng),抗酸溶液次之,抗鹽溶液腐蝕能力最差.3.純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準(zhǔn)晶顯微硬度值為5.6GPa,高于退火后樣品的顯微硬度,其值為3.1 GPa.在400mN載荷下純的塊狀Ti<,40>Zr<,40

5、>Ni<,20>準(zhǔn)晶同GCr<,15>鋼對(duì)磨時(shí)的摩擦系數(shù)為0.13,低于晶化相的摩擦系數(shù),為0.14.兩者在室溫下的磨損機(jī)制均為磨粒磨損.但是晶化后樣品的磨損量高于純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準(zhǔn)晶,說明純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準(zhǔn)晶的耐磨性更好.4.Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>純準(zhǔn)晶合金膨脹系數(shù)數(shù)值和鉑相似,并且隨溫度升高膨脹系數(shù)值增加;Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20