论文部分内容阅读
锆基非晶合金以其优异的力学性能和非晶形成能力而得到广泛的关注。本文延续课题组前期的研究工作,对(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12块体非晶的弛豫、热物理性能、过冷液相区变形行为以及室温下力学性能稳定性展开研究。得到以下结论:(1)采用动态热机械分析的方法,对包括(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12在内的5种非晶合金的弛豫行为进行研究。结果表明:(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金由于其强玻璃液体的属性相较于La基等弱玻璃液体属性的非晶不具有显著的β弛豫。在理论β弛豫温度区间里,(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al123mm棒状试样的损耗模量比同成分板状试样略高,虽然成分相同但棒状试样具有更加不均匀的微观结构。(2)通过连续升温比热曲线确定了(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金的玻璃转变热力学参数,计算其玻璃转变的比热台阶以及过冷液相区内焓变和熵变。(3)结合比热数据利用激光导热仪研究了(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金过冷液相区导热率和热扩散系数。结果表明:(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金在过冷液相区内的热扩散系数随温度升高而增大,导热率随温度升高先增大后减小。在355.9℃456.0℃区间内,其热扩散系数变化范围为4.744mm2/s5.299mm2/s,导热率变化范围为16.31W/(m?K)20.44W/(m?K)。该铸态非晶合金具有相对较高的热扩散系数和导热率,在过冷液相区热加工过程中具有显著的优势。(4)利用Gleeble-3500热模拟压缩机研究了(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金在过冷液相区不同温度和应变速率下的流变行为和超塑性成形工艺。结果表明:在过冷液相区内随着应变速率的减小和温度的升高,该非晶合金的流变行为由非牛顿流变向牛顿流变转变而具有良好的流动性,适合进行超塑性成形等热加工手段。在过冷液相区超塑性加工时,宜选择的压缩速率为5×10-3s-1,温度区间为390℃400℃。(5)对(Zr0.72Cu0.165Ni0.115)88Al12非晶合金室温力学性能稳定性和可重复性展开研究。结果表明:弹性模量基本稳定在2332GPa,屈服强度的数值分布相对集中和稳定。抗压强度、屈服强度和塑性变形量均表现出不同程度的尺寸效应,随着直径的增大而出现性能下降,尤其以塑性变形量最为显著。2mm和3mm非晶试样均观察到多重剪切带的交叠。随着直径的增大,4mm和6mm非晶试样的断口脉络纹逐渐变稀疏,且剪切带的数量减少。