Ti-,40-Zr-,25-Ni-,8-Cu-,9-Be-,18-非晶合金的晶化與變形行為研究.pdf

1、本文以Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶合金為研究對象，利用DSC、XRD、熱膨脹儀、電子萬能試驗(yàn)機(jī)、SEM、TEM：等手段系統(tǒng)研究了鈦基非晶合金的結(jié)構(gòu)弛豫和晶化行為，探討了不同溫度壓縮載荷作用下的力學(xué)性質(zhì)和變形破壞機(jī)制，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 利用DSC、XRD等技術(shù)研究了Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶合金的晶化行為。其中，連續(xù)升溫過程的晶化動力學(xué)分

2、析表明，Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶薄帶在各個特征溫度下的激活能E<,g>、E<,x1>和E<,p1>分別為384，228，306KJ/mol，均高于塊體非晶合金相應(yīng)的激活能，說明其熱穩(wěn)定性強(qiáng)烈地依賴于玻璃轉(zhuǎn)變過程中的冷卻速率，快凝薄帶的熱穩(wěn)定性高于塊體合金。 利用熱膨脹儀分析了Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶合金的結(jié)構(gòu)弛豫和晶化特征，測得其晶化前的

3、平均膨脹系數(shù)為α=9.89x10<'-6>K<'-1>，隨著晶化過程的進(jìn)行，膨脹系數(shù)急劇降低。結(jié)合晶化行為的研究，認(rèn)為Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶合金在升溫過程中存在三級晶化過程，一級晶化為納米準(zhǔn)晶從非晶基體中的析出和長大過程，二級晶化對應(yīng)著Laves相從殘余非晶基體和初生準(zhǔn)晶相中的析出過程。Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>非晶合金在643K等溫晶化的Avram

4、i因子，n(x)值在1～4之間，等溫初期，n(x)=1～2.5，表明準(zhǔn)晶相的形核和長大主要為擴(kuò)散控制的一維生長方式，后期n(x)=2.5～4 表明析出相的生長方式為擴(kuò)散控制的三維生長。 Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>塊體非晶合金室溫(293K)壓縮載荷作用下表現(xiàn)出較好的塑性，且隨著應(yīng)變速率的降低塑性增大，抗壓強(qiáng)度σ可達(dá)1990MPa左右，壓縮斷面呈典型的脈絡(luò)狀花樣，試樣側(cè)面出現(xiàn)許多與

5、斷面相垂直且相互平行的剪切帶；在初始晶化階段由于納米準(zhǔn)晶的析出導(dǎo)致其顯微硬度顯著提高，但隨著準(zhǔn)晶相的長大和Laves相的析出，非晶合金的顯微硬度和壓縮斷裂強(qiáng)度迅速下降。 低溫(77K)下Ti<,40>Zr<,25>Ni<,8>Cu<,9>Be<,18>塊體非晶合金的抗壓強(qiáng)度有所提高，達(dá)2223MPa，但由于低溫抑制了剪切帶的擴(kuò)展，斷裂前沒有表現(xiàn)出宏觀塑性，斷面脈絡(luò)狀花樣大幅度減少。在過冷液相區(qū)(60lK和62lK)Ti<,40>