軋制對Zr-,60-Al-,15-Ni-,25-塊體非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、非晶合金具有一系列優(yōu)異的性能,但其在熱力學(xué)上處于亞穩(wěn)態(tài),加熱至一定的溫度時將發(fā)生晶化。晶化后均勻分布在非晶合金基體上的納米晶能夠大大改善非晶合金的性能,如力學(xué)性能和軟磁性能。因此,晶化動力學(xué)研究成為非晶合金領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)之一。另外,人們發(fā)現(xiàn)了塑性變形同樣能夠誘導(dǎo)非晶合金的晶化,并且有望成為制備新型非晶基復(fù)合材料的有效手段之一。另外,非晶合金在工程應(yīng)用中,不可避免地將發(fā)生塑性變形,其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化會對材料的各種性能產(chǎn)生明顯的影響。因此,了解

2、塑性變形誘導(dǎo)非晶合金晶化的微觀機(jī)制具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。本文利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和高分辨透射電子顯微鏡(HREM)觀察了室溫軋制后非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的變化,用維氏硬度儀測量了不同軋制變形量的非晶合金的硬度變化,利用DSC研究了非晶合金的熱穩(wěn)定性和自由體積變化。系統(tǒng)地分析了微觀結(jié)構(gòu)變化的原因及其對力學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)上,探討了塑性變形誘導(dǎo)非晶合金晶化動力學(xué)。得到了下述主要結(jié)論：低應(yīng)變速率(10

3、-4～10-5s-1)的軋制使Zr60Al15Ni25非晶基體出現(xiàn)了剪切帶。在剪切帶內(nèi),合金原子組態(tài)發(fā)生了有序化和無序化之間的可逆相變,總體趨于有序。這種可逆相變是擴(kuò)散控制的有序化和剪切應(yīng)力誘導(dǎo)的無序化兩個相反過程競爭選擇的結(jié)果。當(dāng)軋制使非晶合金有序時,晶核在這些短程有序區(qū)更容易形成,這造成了非晶合金的熱穩(wěn)定性降低,因此經(jīng)軋制后Zr60Al15Ni25非晶合金更容易發(fā)生晶化。HREM結(jié)果表明經(jīng)軋制變形的非晶合金剪切帶內(nèi)發(fā)生了晶化。在塑性