【摘 要】
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本文采用铜模吸铸法制备块体非晶合金试样,首先以Zr-Cu-Ni-Al-Y合金体系为研究对象,设计合金成分为(Zr0.6336Cu0.1452Ni(0.1012Al0.12100-XYx（x=0,0.2,0.5,0.6,1,1.2,1.5,2,3 at.%）。利用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度仪以及电化学工作站研究分析稀土Y对Zr基块体非晶合金热
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本文采用铜模吸铸法制备块体非晶合金试样,首先以Zr-Cu-Ni-Al-Y合金体系为研究对象,设计合金成分为(Zr0.6336Cu0.1452Ni(0.1012Al0.12100-XYx（x=0,0.2,0.5,0.6,1,1.2,1.5,2,3 at.%）。利用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度仪以及电化学工作站研究分析稀土Y对Zr基块体非晶合金热稳定性、非晶形成能力、力学性能以及耐腐蚀性能的影响,得到具有良好综合性能的非晶合金成分。同时,采用热模拟试验机对该成分的块体非晶合金试样进行高温压缩试验,研究其高温流变行为。其次,基于前期的研究基础,对Zr61.88Cu18Ni10.12Al10及(Zr0.6336Cu0.1452Ni(0.1012Al0.1297.4Er2.6块体非晶合金试样进行热塑性微成形实验,并研究模具孔径对合金微成形能力、氧化程度及显微硬度的影响。分别得到如下结论:（1）研究发现适量添加稀土Y不仅能提高Zr基块体非晶合金的非晶形成能力、热稳定性和热塑成形能力,还能在一定程度上改善其室温塑性。与原始合金相比,x=0.6时,合金的过冷液相区宽度ΔTx=115 K,非晶形成能力参数γ=0.390,热塑成形能力参数S=0.228,塑性应变εp=16.5%,断裂强度σf=1784MPa,显微硬度值为455HV,合金具有较为优异的热稳定性、非晶形成能力、热塑成形能力及室温压缩塑性,表现出良好的综合性能。同时,通过测试合金试样的腐蚀性能,发现所有合金试样均具有较为优异的耐腐蚀性。Y含量为x=1.5时的合金试样具有最低的腐蚀电流密度,且其值达到10-9 A·cm-2数量级,表现出优异的耐腐蚀性。（2）(Zr0.6336Cu0.1452Ni(0.1012Al0.1299.4Y0.6块体非晶合金的晶化孕育时间随着变形温度的升高不断减少。合金在过冷液相区的流动应力和粘滞系数均强烈依赖于变形温度和应变速率,随着温度的升高和应变速率的降低,流动应力不断减小。当温度为703 K,应变速率为5×10-4 s-1时,流动应力值仅为5 MPa,合金极易发生塑性变形。同时,在温度为703 K时,合金的粘滞系数受应变速率的影响极小,合金表现出稳定的牛顿流变特征。从热加工图和热塑成形图可以得出,该合金在698 K703 K的温度下具有出色的热加工性能和热塑成形能力,且在该温度范围内其热塑性成形能力受应变速率的影响较小。（3）模具孔径对Zr基块体非晶合金的热塑性微成形能力具有一定影响。模具孔径越大,非晶合金的热塑成形能力越好。随着模具孔径的增加,合金表面更容易发生氧化,且凸起区域比表面区域的氧化程度更重。热塑成形后样品的显微硬度受冷却速率的影响,随着模具孔径的增大,试样的显微硬度值缓慢增加,且成形区域及边缘区域的硬度值均略低于内部未成形区域的硬度值。
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