等溫退火和Ag元素添加對(duì)Zr60Cu25Fe5Al10非晶性能的影響研究.pdf

1、本文以Zr60Cu25Fe5Al10塊體非晶合金為研究對(duì)象，研究了其晶化動(dòng)力學(xué)行為。為了改善 Zr60Cu25Fe5Al10塊體非晶合金的室溫力學(xué)性能，對(duì)其分別進(jìn)行等溫退火和微合金化兩種方式進(jìn)行處理，研究了兩種處理方式對(duì)非晶合金的性能的影響。
　　分別在連續(xù)加熱和等溫加熱兩種模式下研究了其晶化動(dòng)力學(xué)行為。連續(xù)加熱條件下，利用Kissinger方法和Ozawa方法計(jì)算得到非晶樣品的激活能分別為Eg=383和403kJ/mol，Ex=

2、290和303kJ/mol，以及Ep=325和338kJ/mol。等溫加熱過(guò)程中，利用JMA方程計(jì)算了等溫過(guò)程中的Avra mi指數(shù)。當(dāng)晶化體積分?jǐn)?shù)為15％到85%之間時(shí)，Avra mi指數(shù)主要在2.64到3.07的之間，表明晶化機(jī)制主要是擴(kuò)散控制的形核率增加的三維長(zhǎng)大機(jī)制。等溫晶化過(guò)程中利用Arrhe nius方程計(jì)算得到的平均晶化激活能為385kJ/mol，比非等溫條件下的晶化激活能要大。
　　在473K等溫退火處理8h后，Z

3、r60Cu25Fe5Al10合金樣品仍保持非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。隨著等溫時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的硬度值先增加然后趨于穩(wěn)定。室溫壓縮實(shí)驗(yàn)表明，等溫退火處理后的樣品斷裂強(qiáng)度和塑性都明顯提高。特別是等溫退火處理4h后得到的試樣，壓縮塑性應(yīng)變提高到了4.3%。等溫處理8h后試樣的斷裂強(qiáng)度為1786MPa，比鑄態(tài)提高了14%。隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化起始溫度向低溫區(qū)移動(dòng)，等溫處理后的樣品的晶化放熱焓先降低后趨于穩(wěn)定。
　　Ag元素的添加

4、降低了Zr60Cu25Fe5Al10非晶合金的熱穩(wěn)定性，其玻璃形成能力和晶化激活能隨著元素 Ag含量的增加而降低。當(dāng) Ag元素含量由0增加到2at.%時(shí)，過(guò)冷液相區(qū)寬度由99K下降到92K，約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度 Trg由0.555下降到0.543，γ參數(shù)由相應(yīng)的0.373下降到0.352，晶化激活能 Ex和Ep分別下降到241 kJ/mol和232kJ/mol。Zr-Cu-Fe-Al-Ag非晶合金體系的壓縮斷裂強(qiáng)度和塑性應(yīng)變隨著 Ag元素含