Zr基大块非晶合金在过冷温度区间的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在663K、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,断面上并且出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷温度区间减小,热稳定性有所降低。     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在390℃、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,并且断面上出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷液相区减小,热稳定性有所降低。     

Zr41.2 Ti13.8 Ni12.5 Cu10 Be22.5非晶合金的热稳定性研究

在温度392℃、应变速率1.69×10-2s-1条件下对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金进行静液挤压,非晶合金前半部分产生均匀塑性变形,甚至出现了非晶填充φ3 mm测温孔的现象。根据不同的挤压比,研究了不同变形量非晶合金的热稳定性情况。铸态非晶合金的过冷温度区间明显大于挤压态。在同一变形条件下,虽然变形量不同,但是过冷温度区间基本不变。根据DSC曲线,绘制了非晶合金不同变形量与其特征温度的关系曲线。     

喷射成形大尺寸镧基块体非晶过冷液相区内的塑性变形行为

研究了喷射成形大尺寸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在过冷液相区内的塑性变形行为.结果表明,随加热温度的增加和应变速率的减小,该非晶合金由非稳态变形向单一稳态变形行为转变.当应变速率为5×10-3S-1,温度为443 K和挤压比为6.25时,喷射成形La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金样品的密度由挤压前的5.723增加到挤压后的5.924 g/cm3,达到了同成分吸铸态非晶合金密度(6.134 g/cm3)的96.6%.挤压后非晶合金样品依然保持完全非晶态.     

DEFORMATION BEHAVIOR OF SPRAY–DEPOSITED La–BASED BULK AMORPHOUS ALLOY IN SUPERCOOLED LIQUID REGION

研究了喷射成形大尺寸La₆₂Al_15.7(Cu, Ni)_22.3非晶合金在过冷液相区内的塑性变形行为. 结果表明, 随加热温度 的增加和应变速率的减小, 该非晶合金由非稳态变形向单一稳态变形行为转变. 当应变速率为5×10^-3 s^-1, 温度为443 K和挤压比为6.25时, 喷射成形La₆₂Al_15.7(Cu, Ni)_22.3非晶合金样品的密度由挤压前的5.723增加到挤压后的5.924 g/cm³, 达到了同成分吸铸态非晶合金密度 (6.134 g/cm³) 的96.6%. 挤压后非晶合金样品依然保持完全非晶态.     

Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的超塑性挤压成形性能

通过示差扫描量热分析确定了Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的过冷温度区域范围,采用应变速率突变压缩实验分析了合金在450℃时的力学性能,研究了合金在不同挤压速度、不同真空度等工艺条件下的挤压成形性能.结果表明:Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的玻璃化转变开始温度Tg为422.4℃,晶化开始温度Tx为482.4℃;在450℃、应变速率小于5×10-3s-1的条件下,合金的流动应力小于40 MPa在挤压速度为0.002～0.004mm/s范围内挤压时,合金的最大挤压载荷变化较小;在挤压温度为450℃时,合金的最大挤压力随着真空度(2～2×10-3Pa)的提高而增加;大块非晶合金在超塑性成形时呈现出比一般金属材料更大的摩擦阻力.     

Zr基非晶合金在过冷液相区的高应变速率压缩变形行为

利用Gleeble1500热模拟机研究了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金在过冷液相区内633、653和673K,应变速率分别为2×10-2s-1和2×10-1s-1条件下的单向压缩变形行为.结果表明:在673 K时两种应变速率下,该合金都具有很好的塑性,尤其在2×10-2s-1时流变应力只有74 MPa,非常适于进行超塑性加工.对非晶合金的断口进行了观察,得到柱状非晶合金压缩变形时外观和断口形貌随着变形条件的变化规律.采用自由体积模型对非晶合金的形变和断裂的微观机制进行了分析.     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的高温变形性能

通过高温拉伸及胀形实验,研究了Fe78Si9B13非晶合金的塑性变形性能。高温拉伸的温度范围为430℃~530℃,初始应变速率为1.67×10-4s-1~1.67×10-3s-1。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对高温变形后的微观组织进行了分析。高温拉伸的延伸率随温度的升高先增大后减小,450℃时达到最大;在450℃,初始应变速率为8.33×10-4s-1时延伸率为40%。在450℃胀形得到半径为5mm、高4mm的近半球试件,显示了Fe78Si9B13非晶合金具有良好的高温变形性能。高温塑性变形过程中伴随着非晶的晶化,使塑性流动应力增大,影响了Fe78Si9B13非晶合金的高温变形性能。     

Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金在过冷液态区的流变行为及本构关系

Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金(BMG)在过冷液态区内的单向压缩实验表明:材料在过冷液态区内的形变行为强烈依赖于温度和变形速率.随着应变速率的增加,材料的流变特征由Newtonian流变转变为非Newtonian流变.利用扩展指数本构方程模型建立了非晶合金的流变应力,应变速率和温度的关系.     

镁基大块非晶合金在过冷液相区流变行为本构关系

研究了Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变行为.结果表明:随着温度升高和应变速率增加,平衡态的牛顿流转变为非平衡态的非牛顿流;其流变行为对于温度和应变速率非常敏感.由粘度与应变速率的关系,根据Arrhenius型VFT方程,确定了流动应力、应变速率和温度的关系.Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变性能依赖于温度与变形速率,其微观机制可由自由体积模型解释,为大块非晶合金流变成形工艺的实现提供理论依据:温度高于玻璃转变温度以后,自由体积的增加使非晶合金变形过程中能够移动的原子数目随之增加,自由体积周围的原子沿外力的作用方向移动,即宏观上的塑性流变行为.应变速率增加,由热激活引起的自由体积增加不能满足更多原子流变所需的空间体积,导致牛顿流向非牛顿流转变.     

非晶Fe粉掺杂Al-12Si合金的高温压缩变形行为

为提高Al-12Si合金的热变形抗力,并探索非晶Fe粉掺杂对Al-12Si合金热压缩行为的影响和掺杂非晶Fe粉热压缩中的晶化温度等,采用连续挤压技术制备了掺杂10wt%非晶Fe粉与不掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样,对试样进行了不同温度和应变速率下的热压缩试验,分析了试样在热压缩中的组织转变,以及采用双曲正弦关系构建了试样的热流变应力方程。结果表明:非晶Fe掺杂试样在450 ℃及以下的热压缩时,Fe维持非晶态,500 ℃时,则已发生晶化;掺杂10wt%非晶Fe粉使Al-12Si合金的热抗变形能力显著提高,其热压缩激活能Q=211.29 kJ/mol,比未掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样高40.78 kJ/mol,且热压缩过程中存在动态回复和动态再结晶;利用双曲正弦关系构建试样的热流变应力方程为ε·=4.42×10¹⁴[sinh(0.016 6σ)]^6.13exp(-211 290/RT),线性回归系数高达0.99,即可为非晶Fe粉掺杂试样的热加工提供一定的理论指导。     

高应变速率对690合金热变形及可挤性的影响

利用Gleelbe热模拟实验以及有限元分析了高应变速率对690合金热变形行为以及挤压可行性的影响,并根据实验和有限元结果进行挤压。结果表明：690合金的流变应力对应变速率均较敏感;大于10 s_-1 的高应变速率下,变形温升显著上升;再结晶晶粒尺寸在低应变速率下,随应变速率的升高而降低,高应变速率则随应变速率的增加而增大;挤压时,最大挤压力随着应变速率的上升先降低再升高;根据实验以及有限元计算结果,成功挤出了合格的690管材。     

高应变率下热挤压态细晶钨合金的动态力学性能及失效行为

采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y%进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为。结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象。实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效。     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的循环形变及疲劳特性

对称循环载荷作用下Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的循环疲劳特性的测试表明，完全非晶试样在常应力幅循环载荷作用下出现了轻微的循环软化现象，非晶基体中析出的细小淬态相使试样出现了更加明显的循环软化现象，而且细小淬态相在循环载荷作用下有从非晶基体向外突出的趋势，在淬态相与非晶基体的界面处还出现了微裂纹，但是带有粗大晶相块状非晶试样在循环形变过程中循环软化现象又变得不是很明显。     

MB26镁合金的超塑性与超塑挤压研究

研究了MB26镁合金的超塑性,找到了该合金的最佳超塑性条件,分析了变形速率、温度等因素对该合金超塑性的影响。另外还对该合金的超塑性挤压作了实验研究。     

Cu50Zr42Al8合金的铸态组织及硬度的研究

采用铜模吸铸法制备了Cu50Zr42Al8的圆锥形块状非晶试样,利用X射线衍射（XRD）、金相显微镜（MeF3）、显微硬度计等分析手法表征材料的结构特点,观察试样的微观组织变化,测量试样的硬度.研究表明,冷却速率对Cu50Zr42Al8合金的铸态组织有很大的影响.由于冷却速率的不同,圆锥形试样的显微组织由表面到中心依次形成了表面非晶区、非晶-晶体过渡区和中心晶体区.晶体的尺寸和体积分数由表面到中心逐渐增加,具有梯度变化的特征.冷却速率不同,试样的显微硬度也不同,在晶体区内,中心部位的硬度高;非晶区中,中心部位的硬度较高;而介于晶体-非晶体之间的过渡区,硬度却较低.