Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂

利用Gleeble1500热模拟试验机研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂，在室温情况下，在块状非晶合金断面的脉纹壁上出现了带有锯齿形边缘的裂口，在高温情况下，Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的宏观断面变得粗糙不平并出现了台阶，随着实验温度的不断上升，断面粘性流动特性变得更加明显，断面出现了大面积类似流动熔体凝固后的特征结构，塑性形变产生的最大剪切面的绝热温升或熔比是块状非晶合金中部粘性流动的原因。     

Nb添加对Zr_(50.5-x)Al_9Ni_(4.05)Cu_(36.45)Nb_x非晶合金热稳定性及力学性能的影响

采用铜模铸造法,制备了直径为2 mm的Zr50.5-xAl9Ni4.05Cu36.45Nbx(x=0,1,2,4,摩尔分数,%)完全非晶棒材。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热计(DSC)和力学性能试验机对合金的相组成、结构、热物性参数和力学性能进行研究。结果表明:添加Nb对所研究合金的玻璃转变温度Tg影响不大,但提高了晶化温度Tx和过冷液相区ΔTx;当x=4时,合金具有最高的玻璃转变温度Tx=773.4 K和最大过冷液相区ΔTx=68.1 K。依据耐温和热塑性成形要求,非晶合金的热稳定性可用玻璃转变温度Tx和过冷液相区ΔTx来分别表示。随着合金中Nb添加量的增加,非晶合金的双重热稳定性提高。非晶合金的断裂强度随着Nb添加量的增加先减小后增加,当x=4时,合金的最高断裂强度为2032 MPa。     

Zr_(55)Cu_(30)Ni_5Al_(10)大块金属玻璃的等时和等温晶化(英文)

采用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)研究Zr55Cu30Ni5Al10大块金属玻璃的非等温晶化转变动力学和在过冷液相区的等温晶化动力学行为。在非等温过程中,采用不同方法(Kissinger,Flynn-Wall-Ozawa和Augis-Bennett)得到的Zr55Cu30Ni5Al10大块金属玻璃平均激活能彼此之间吻合很好。此外,采用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型描述Zr55Cu30Ni5Al10大块金属玻璃的等温转变动力学。研究结果表明:Zr55Cu30Ni5Al10大块金属玻璃的Avrami指数n介于2.2和2.9之间,表明其晶化机制主要是扩散控制过程。在等温晶化的过程中,晶核长大主要是三维的长程有序扩散控制的过程,平均激活能为469kJ/mol。     

304不锈钢毛细管/Zr_(53.5)Cu_(26.5)Ni_5Al_(12)Ag_3块体非晶合金复合材料的制备与性能研究

采用渗流法成功制备出不同体积分数的304不锈钢毛细管/Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3块状非晶复合材料,分析了该复合材料的性能和变形行为.利用万能力学试验机进行性能测试,利用白光干涉轮廓测量仪、X射线三维成像和SEM观察样品表面及断口形貌.结果表明:复合材料的塑性得到显著改善,其中毛细管体积分数为34%时,复合材料的压缩应变可达约20%,同时伴有明显的加工硬化现象,其加工硬化量与毛细管含量有关.复合材料以近45°的剪切方式断裂,表面较为平坦,毛细管撕裂与界面脱粘形成裂纹扩展路径.剪切带的数量随毛细管体积分数增加而增加,毛细管包裹的非晶基体发生剪切变形滞后于毛细管外部的基体.     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点的等温纳米晶化

研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点等温晶化过程。结果表明：420℃退火5h,出现了尺寸为20nm左右的晶相,同时,非晶基体也出现了尺寸为1－2nm分布均匀的团簇状结构;退火10h,析出的晶相尺寸为20－50nm,所占的体积分数为40％;退火20h之后,非晶相完全转变为亚稳相,析出的晶相尺寸为50nm左右,并没有出现明显的长大现象。退火得到的晶相为Cu10Zr7,Zr2Ni及一些未能标定的相,这些相在420℃具有相对的稳定性,没有问题稳定相转变。退火后,残余非晶相的热稳定性降低。等温退火过程经历了从非晶相→团簇状结构→亚稳相的转变过程。     

Zr55Al10Cu30Ni5非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

利用极化曲线方法、电化学阻抗技术和扫描电子显微镜研究了非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在NaOH溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试表明，非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在NaOH溶液中具有很好的耐蚀性能，阴极过程由电化学反应所控制，而阳极过程表现出钝化特征，在所研究的浓度范围内，钝化电流密度非常低，为1μA／cm^2～2μA／cm^2。电化学阻抗测试表明，电荷转移电阻随浓度的增大而增大，而后又有所降低。在阴极极化、开路电位和钝化电位下，非晶合金的Nyquist图由单容抗弧构成，具有很高的电荷转移电阻，表现出优良的耐蚀性。SEM和EDAX表明非晶合金在NaOH溶液中腐蚀轻微，各合金元素的溶解程度不同，腐蚀后表面出现了少量的氧元素。     

不同直径的Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10块体非晶合金的力学性能

采用铜模吸铸法制备了阶梯型的Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10非晶合金,利用X射线衍射(XRD)分别对直径为3 mm、4 mm、6 mm的合金试样进行结构分析,利用万能试验机及扫描电镜对试样进行压缩试验和断口形貌分析.研究表明,由于冷却速度的影响,直径为3 mm时是非晶结构,直径为4 mm和6 mm时是中心晶体和表面非晶体混合结构;对于Zr60.3 Ni16.2Cu13.5Al10合金,直径为3 mm时断裂强度可达到1 775 MPa,塑性变形可达到2.02%,而直径为4 mm的非晶复合材料的塑性变形可达2.93%,适当体积的晶体相的加入可以有效地提高非晶材料的塑性.     

应变速率对Zr_(67.76)Cu_(11.94)Ni_(8.30)Al_(12)非晶复合材料力学性能及锯齿流变行为的影响

采用统计学方法研究了应变速率对Zr_(67.76)Cu_(11.94)Ni_(8.30)Al_(12)非晶复合材料力学性能及锯齿流变行为的影响。结果表明:随着应变速率的增加,材料的塑性应变减小,抗压强度下降;同时应力降幅Δσ的锯齿分布从单调下降分布转变为峰状分布,应力降幅的频数由小应力降幅区间向大应力降幅区间过渡,单位塑性应变的锯齿频数M呈下降趋势,试棒侧面剪切带数量减少且相互交割、分支、阻止作用明显减弱,此时,由多重剪切带扩展转变为单一剪切带扩展,使得材料的力学性能迅速下降。     

快速压铸法制备(Zr_(0.55)Al_(0.10)Ni_(0.05)Cu_(0.30))_98Er_2多孔非晶合金

采用快速压铸法制备了多孔非晶合金。利用NaCl颗粒作为预制型,将熔融的合金倒入卧式压铸机的容杯中进行快速压铸,然后去除盐型,得到直径达40mm、长度大于10mm、孔隙率大于50%、孔隙直径可控制在0.3～3mm之间的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)98Er2多孔非晶合金。XRD分析表明所制备的多孔试样组织为非晶结构。采用SEM观察到孔隙之间具有良好的连通性,孔壁厚度小于1mm。热分析结果表明该泡沫的玻璃转变温度、晶化温度和晶化放热量分别为388℃、476℃和-37J/g,与实体非晶合金一致。     

氧含量及过热度对铸态Zr_(52.5)Cu_(17.9)Ni_(14.6)Al_(10)Ti_5大体积玻璃合金微观组织结构及力学性能的影响

利用射流成型法制备了厚度为２ｍｍ的Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５金属玻璃薄板,通过控制氧含量和过热度来改变 玻璃薄板中淬态结晶相的体积分数。研究表明：低的氧含量水平和高的过热度有利于提高该合金的玻璃形成能力,形 成完全非晶的合金;完全非晶的 ２ｍｍＺｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５大体积金属玻璃薄板其断裂应力为 １７１０ＭＰＳ,弹性模量为 ８０ＧＰａ,弹塑性为２．２％。提高合金中的氧含量水平或者降低熔体过热度都有利于结晶相析出。基体中出现２％和６％的结晶相时,断裂应力分别降为１５８ＭＰａ和１２２０ＭＰａ．淬态结晶相的析出改变了Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５大体积金属玻 璃剪切流变的变形方式,使材料脆断。     

Zr57Nb5Cul5．4Nil2．6Al10大块非晶合金的晶化动力学及显微硬度

采用铜模铸造法制备直径10mm的圆柱状Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10大块非晶合金，并用X射线衍射(XRD)证明其为完全非晶态。应用示差扫描量热(DSC)分析方法测定该合金的玻璃转变的热学参量并分析其晶化过程。利用Kissinger法和Ozawa法计算了大块非晶合金表观晶化激活能。同时研究了退火温度对非晶合金显微硬度的影响。     

Zr_(55)Cu_(30)Al_(l0)Ni_5块体非晶合金微反挤压试验与数值模拟

采用反挤压试验结合数值模拟的方法,研究了块体非晶合金在过冷液态区内成形微小零件的变形行为。首先采用材料压缩试验确定非晶合金的成形温度和成形速率,并用Deform3D软件模拟压缩试验过程,以寻找一个和非晶合金成形过程类似的材料,获得一个相似的本构关系,用于后续反挤压过程的模拟。在此基础上,进行了外径为1.2mm,内径1.0mm圆筒形零件的反挤压试验,研究了温度和冲头速率对反挤压力的影响,结果表明成形温度对反挤压力的影响较大,而成形速率对反挤压力的影响不显著。采用SEM观察成形件的表面形貌,发现零件的尺寸精度较高,表面精度较差。计算表明挤压过程中的摩擦较大,Deform3D模拟表明应变速率分布极不均匀。     

Effect of cold rolling on glass transition of Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30) bulk metallic glass

Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass was prepared through water-cooled copper mold suction casting, and was rolled up to 95% in thickness reduction. The structures and thermal stabilities of the as-cast and as-rolled specimens were examined by X-ray diffractometer and differential scanning calorimeter. As the thickness reduction increases, the crystallization onset temperature, peak temperature and the apparent activation energy of crystallization almost keep constant, while the glass transition temperature decreases from 681 to 671 K and the apparent activation energy of glass transition increases from (404±26) to (471±29) kJ/mol. The glass transition process is markedly affected by the rolling induced changes of microstructure and structural relaxation.     

Ti和Si在Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5大块金属玻璃中的原子扩散行为

采用二次离子质谱仪(SIMS)研究了Ti和Si原子在Zr55Cu30Al10Ni5大块金属玻璃(BMG)中的扩散行为,发现在玻璃转变温度Tg上下,其扩散系数的温度关系均分别符合同一Arrhenius关系式,表明玻璃转变并未引起扩散机制的变化。而且小原子Si比大原子Ti的扩散系数高约0.5～1个数量级,但其扩散激活能Q却相差不多,这是由于Si原子虽然原子半径较小,但它作为非金属元素与基材中的金属原子结合力较强,从而使得扩散激活能也较大。     

Nanocrystallization of Al_(80) Ni_6Y_8Co_4Cu_2 amorphous alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＡｌ ｒｉｃｈｇｌａｓｓａｌｌｏｙｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔ ｅｄｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎａｓａｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｄｕｅｔｏｉｔｓｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈａｎｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＡｌ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓ[1 ] .Ｒｅｆｓ.[2 ,3]ｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓａｂｏｖｅ 1 0 0 0ＧＰａｆｏｒＡｌ ｒｉｃｈａｍｏ…     

半固态处理对Zr_(60)Cu_(17.5)Al_(7.5)Ni_(10)Ti_5非晶形成能力和力学性能的影响

采用铜模吸铸法将Ti元素添加到Zr65Cu17.5Al7.5Ni10非晶合金中,制备得到直径为3 mm的大块非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和微机控制电子式万能试验机等研究半固态处理对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观组织结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明:半固态处理技术对非晶合金材料的组织结构和力学性能有很大的影响,能够提高非晶合金的强度和塑性;半固态下Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg为0.618 9,过冷液相区△Tx达到40 K;且当吸铸电压为7 kV时试样的塑性最好,为1.94%,强度为1 487.411 MPa。     

Zr52.5Ni14.6Al10Cu17.9Ti5块体玻璃合金等温晶化与结构转变

对采用射流成形方法制备了Ｚｒ５２．５Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｃｕ１７．９Ｔｉ５块体玻璃合金进行等温退火,利用Ｘ射线衍射和ＳＥＭ及ＴＥＭ分析了块状玻璃态合金等温晶化时相转变及组织转变。     

不同直径的Zr_(60.3)Ni_(16.2)Cu_(13.5)Al_(10)块体非晶合金的力学性能

采用铜模吸铸法制备了阶梯型的Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10非晶合金,利用X射线衍射(XRD)分别对直径为3 mm、4 mm、6 mm的合金试样进行结构分析,利用万能试验机及扫描电镜对试样进行压缩试验和断口形貌分析。研究表明,由于冷却速度的影响,直径为3 mm时是非晶结构,直径为4mm和6 mm时是中心晶体和表面非晶体混合结构;对于Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10合金,直径为3 mm时断裂强度可达到1775 Mpa,塑性变形可达到2.02%,而直径为4 mm的非晶复合材料的塑性变形可达2.93%,适当体积的晶体相的加入可以有效的提高非晶材料的塑性。     

激光熔覆Ni60Zr20Nb15Al5非晶合金涂层组织及性能研究

依照非晶形成能力的三判据原则及非晶成分团簇线定律法则,选取在常规非晶合金制备过程中呈现较强非晶形成能力的Ni60Zr20Nb15Al5合金成分,研究其在不同激光功率条件下在45#钢表面得到的熔覆层的微观组织和力学及腐蚀性能.结果表明:熔覆涂层由熔覆层、结合区和热影响区组成,物相包括非晶相及Al3Zr5、Al3Nb11N...     

COMPRESSIVE MECHANICAL PROPERLIES AND FRACTURE MORPHOLOGY OF Zr_(52.5)Cu_(17.9)Ni_(14.6)Al_(10)Ti_5 BULKY AMORPHOUS ALLOY

1. IntroductionRecently, considerable efforts have been made to understand the mechanical behaviorand deformation mechanism of bulky amorphous alloys. The mechanical properties of Zrbased alloys at room temperature have been investigated extensively. The alloys exhibiteda fracture strength ranging from 1.IGPa to 2.0GPa[1--5]. However, as to fracture behavior or mechanism of bulky amorphous alloys, only limited data can been obtained. Thebasic viewpoint is inhomogeneous flow deformation at t…