ZrCuNiAl大塊非晶合金的力學(xué)行為研究.pdf

1、本文選用不同熱處理狀態(tài)的Zr50.7Cu28Ni9A1l2.3大塊非晶合金作為研究對象，系統(tǒng)表征了熱處理對非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響，并分析非晶合金力學(xué)行為與微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，建立了與非晶合金熱處理參數(shù)有關(guān)的塑性變形的力學(xué)模型。
　　利用差示掃描量熱計(jì)(DSC)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、同步輻射光源等表征設(shè)備，分析了不同熱處理狀態(tài)的合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)進(jìn)行不同時(shí)長的退火處

2、理沒有明顯的改變合金的非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu)，但是，由高分辨率透射電鏡(HRTEM)圖像的自相關(guān)函數(shù)(ACF)計(jì)算結(jié)果可見，試樣的有序化程度隨著退火處理時(shí)間的延長而遞增，但增幅逐漸降低。同步輻射分析結(jié)果顯示，退火使非晶合金原子排列更為緊密，提高了合金的有序度。將非晶合金在玻璃轉(zhuǎn)變溫度與晶化溫度(Tx)之間進(jìn)行等溫度不同時(shí)長的熱處理得到具有不同晶化相分?jǐn)?shù)的晶化試樣。TEM圖像顯示，晶化相分?jǐn)?shù)增加至約40％時(shí)，析出相形態(tài)由塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧?，彌散程度?/p>

3、集中轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚?，析出相的成分同時(shí)發(fā)生變化。同步輻射試驗(yàn)則驗(yàn)證了試樣微觀結(jié)構(gòu)的顯著改變，以及有序度的明顯上升。
　　室溫條件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明，對于退火處理和晶化處理的試樣，由于自由體積的減少和割裂基體的晶化相的析出，熱處理時(shí)間的延長降低了非晶合金試樣的塑性變形能力，使其變形行為轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔选嚎s試驗(yàn)結(jié)果表明，由于自由體積減少，剪切帶不易形核和擴(kuò)展，退火試樣的屈服應(yīng)力有所提高；晶化相的少量析出形成的彌散強(qiáng)化作用使晶化相分?jǐn)?shù)6%

4、的試樣的斷裂強(qiáng)度上升，繼續(xù)提高晶化相分?jǐn)?shù)，則試樣的斷裂強(qiáng)度明顯下降，且斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?。維氏硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于剪切帶形核困難，退火處理8小時(shí)的試樣硬度最高；彌散強(qiáng)化作用使晶化相分?jǐn)?shù)約6%的試樣硬度最高。對納米壓痕試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，由于原子排布逐漸緊密，退火試樣的顯微硬度隨退火時(shí)間增長而升高，但是自由體積的減少使塑性變形能力下降；晶化相分?jǐn)?shù)40%以及100%的試樣由于析出了針狀晶化相，顯微硬度較其他試樣明顯降低。