銅鈦基金屬玻璃的耐磨性研究.pdf

1、大塊金屬玻璃獨特的高強度、高硬度和良好韌性等優(yōu)異的性能特點，使其成為一種極具應用前景的工程材料，對金屬玻璃力學行為的研究是其工程應用的重要基礎之一。塊狀金屬玻璃力學性能的研究還處在初級階段，不但試驗數(shù)據(jù)不夠齊全，且有矛盾之處，即便是對某一具體性能現(xiàn)象的分析也還只是泛泛而談，尚無系統(tǒng)的理論形成。所以，對作為未來優(yōu)異結(jié)構材料的塊狀金屬玻璃的性能的研究應該是以后幾年甚至幾十年的熱門課題。可以預測，塊狀金屬玻璃力學性能及機理研究的蓬勃發(fā)展終將帶

2、來結(jié)構材料的又一次大革命了。對金屬而言，高的強度和硬度往往意味著好的耐磨性，所以研究金屬玻璃特別是塊狀金屬玻璃的耐磨性也很有必要。本文利用差熱掃描熱分析儀(DSC)析了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃的晶化動力學；采用X-Ray衍射儀分析了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃連續(xù)升溫時的晶化過程；利用萬能實驗機和顯微硬度計研究了退火對Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni

3、7.5Si1金屬玻璃的力學性能的影響；并使用磨損實驗機、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)研究了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃及其經(jīng)700K，773K保溫15min后的耐磨性能。 根據(jù)不同升溫速率的DSC曲線，用Kissinger方法計算Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1的玻璃轉(zhuǎn)變和晶化的表觀激活能分別為718.6Kj·mol-1和274.5kJ·mol-1。Ti4

4、1.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃連續(xù)升溫時發(fā)生晶化的過程為：Am(Amorphous)→Am'+Cu4Ti3→Am"+Gu4Ti3+Cu01Si1.9Ti→Am′″+Gu4Ti3+Cu0.1Si1.9Ti+CuTi→Am+CuTi+Cu01Si1.9TiTi41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃經(jīng)等溫退火后，其顯微硬度值隨著退火溫度的升高而增加，壓縮斷裂也由彈性—塑性的應力—應變行為轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、壓縮變形全部為彈性變形--沒有塑性變形的斷裂；斷裂特征也由塑性斷裂轉(zhuǎn)變成由非晶基體控制的解理斷裂、由析出相控制的脆性斷裂。 耐磨性實驗研究表明，Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃及退火試樣的重量損失均與行程成線性關系；773K退火的Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃的耐磨性最好，700K退火的試樣次之，鑄態(tài)最差，耐磨性符合晶體材料的磨料磨損簡化模型。退火后由于晶化相的出