冷却速率对Zr-Cu基非晶合金显微结构及力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了直径分别为2、4、6 mm的Zr44Cu40Al8Ag8块体非晶合金。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、同步示差扫描量热仪(DSC)等手段对试样的显微结构进行了分析,采用单轴压缩试验测试了试样的力学性能。实验结果表明:试样的力学性能受自由体积和析出晶体相数量影响。当冷却速率降低时,试样塑性因自由体积减少而变小,同时强度因Al3Zr析出相增多而降低。     

预变形退火对钛基非晶复合材料力学性能的影响

采用磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备出Ti₄₀Ni₄₀Cu₂₀非晶基复合材料板状试样,通过压力试验机对试样进行不同程度的预压缩,然后在150℃、30min下退火,研究了预变形退火工艺对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：奥氏体相在外力作用下发生马氏体相变,形变诱导相变加之退火释放残余热应力从而对非晶基体起到增强增韧的作用。随着预变形程度的增加,马氏体相和奥氏体相均增加,而马氏体相增加的更快,复合材料的屈服强度提高,塑性减小, 塑形阶段预变形能够实现屈服强度可控;     

Cu含量对钛镍基非晶复合材料的组织和力学性能的影响

采用铜模吸铸法成功制备Cu含量不同但直径相同的TiNi基非晶复合材料试样(Ti0.5Ni0.5)100-XCuX,研究Cu含量在(X=0,10,15,20,25,30,35,40)情况下对TiNi基非晶复合材料组织和力学性能的影响。试验结果表明,在铜的含量x=20时,合金断裂强度和塑性应变都很高,此时合金具有最优良的综合性能。随着x值的增大,(Ti0.5Ni0.5)100-XCuX合金的非晶形成能力呈现一个从上升、降低再到上升的波形变化,但总体呈现降低趋势。Cu元素在TiNi基复合材料中的适量添加(x=25左右时)可以提高Ti基非晶材料的塑性,但添加量较多(x>30)时,既不能提高合金的非晶形成能力又不能提高合金的强度。在x=15时,合金有最高的断裂强度2440MPa,达到了1471MPa的较高的屈服强度值,且其产生了17.15%塑性应变,在X=25时,合金塑性应变有所提高,塑性变形达到了21.35%。     

预变形退火对钛基非晶复合材料力学性能的影响（英文）

采用磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备出Ti_(40)Ni_(40)Cu_(20)非晶基复合材料板状试样,通过压力试验机对试样进行不同程度的预压缩,然后在150℃、30 min下退火,利用金相、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了预变形退火工艺对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:奥氏体相在外力作用下发生马氏体相变,形变诱导相变加之退火释放残余热应力从而对非晶基体起到增强增韧的作用。随着预变形程度的增加,马氏体相和奥氏体相均增加,而马氏体相增加地更快,复合材料的屈服强度提高,塑性减小,塑形阶段预变形能够实现屈服强度可控。     

塑性镍基非晶复合材料的组织和力学性能

采用手工电弧炉熔炼、水冷铜模冷却制备了Ni-Cr-Fe-Nb基合金。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等对铸态合金的组织进行研究,并对该合金的力学性能进行测试。结果表明:铸态合金为非晶/纳米晶复合材料,晶内析出相细小,平均晶粒尺寸17.70 nm;室温压缩和拉伸实验表明该合金为塑性材料,在压缩实验中合金表现出了加工硬化现象,拉伸断口特征符合韧性断裂机制。     

Cu含量对钛镍基非晶复合材料的组织和力学性能的影响（英文）

采用铜模吸铸法成功制备Cu含量不同但直径相同的TiN i基非晶复合材料试样 (Ti_(0.5)Ni_(0.5))_(100-x)Cu_x,研究Cu含量(x=0,10,15,20,25,30,35,40)对TiN i基非晶复合材料组织和力学性能的影响。试验结果表明,在铜的含量x=20时,合金断裂强度和塑性应变都很高,此时合金具有最优良的综合性能。随着x值的增大, (Ti_(0.5)Ni_(0.5))_(100-x)Cu_x合金的非晶形成能力呈现一个从上升、降低再到上升的波形变化,但总体呈现降低趋势。Cu元素在TiN i基复合材料中的适量添加(x≈25)可以提高TiN i基非晶材料的塑性,但添加量较多(x30)时,既不能提高合金的非晶形成能力又不能提高合金的强度。在x=15时,合金有最高的断裂强度2440 MPa,达到了较高的屈服强度1471MPa,且其产生了17.15%的塑性应变,在x=25时,合金塑性应变有所提高,塑性变形达到了21.35%。     

冷却速率对Zr基非晶合金热力学参数的影响

为了研究熔体冷却速率对Zr65Cu17.5Ni10Al7.5非晶合金热力学参数的影响,采用真空电弧熔炼及水冷铜模吸铸法,制备了厚度分别为1 mm、2 mm、3 mm的片状非晶合金试样,并分别用X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对样品的结构和热稳定性进行了表征。结果表明,随着冷却速率的降低,晶化开始温度T_x、晶化峰值温度T_p先降低再升高,而玻璃转变温度T_g却先升高再降低,导致过冷液相区Δ_T先降低再升高。1 mm和2 mm试样的表观晶化激活能(E_x和E_p)相差不大,而3 mm的表观晶化激活能略微增大;3个试样的玻璃转变激活能Eg几乎相同。     

Ni含量对Mg基非晶复合材料组织和力学性能的影响

为了研究Ni含量对镁基非晶复合材料组织结构和力学性能的影响,采用铜模铸造法制备了直径为2 mm的Mg_(77+x)Ni_(12-x)Zn_5Y_6(x=0,2,4,6,8)系列合金。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和力学性能试验机分析了复合材料的相组成和组织结构,并进行力学性能测试。结果表明:当Ni含量为8 at%时,形成了大小、分布都均匀的长周期(LPSO)相;相对于完全非晶合金来说,五种复合材料都表现出一定的塑性;Mg_(79)Ni_(10)Zn_5Y_6复合材料的断裂强度最高,达到783 MPa;Mg_(81)Ni_8Zn_5Y_6复合材料的塑性最大,塑性应变达到20.23%。     

保温时间对Zr-Cu基非晶复合材料力学性能的影响

用半固态铸造法制备了Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料,通过X射线衍射仪(XRD)、同步示差扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)、单轴压缩试验等手段,研究了保温时间对非晶复合材料显微结构和力学性能的影响。结果表明,该复合材料非晶基体中弥散分布着5~50μm的Al3Zr相,且随着保温时间延长,非晶基体的热稳定性不断下降,复合材料中晶化相体积分数不断增大,晶粒更加细小,但其强度却呈下降趋势。断口分析发现,复合材料中析出晶体相的种类是影响非晶复合材料力学性能的主要因素,脆性Al3Zr金属间化合物的析出使试样更容易出现应力集中而降低了试样的强度。     

热轧钛基复合材料的微观组织和力学性能

利用Ti和LaB6之间的化学反应,采用真空自耗电弧炉3次重熔制得TiB和La2O3增强的钛基复合材料,测得其相变点为1 045 ℃,然后经高温(1 100～1 050 ℃)锻造成板坯.在1 010 ℃对材料进行热轧,然后空冷,利用光学显微镜和扫描电镜研究变形量分别为40%、60%、80%、90%和95%时复合材料的显微组织和拉伸试样断口形貌.结果表明:当变形量到达到80%时,材料的强度一直上升,伸长率下降;变形量继续增大后,强度有所下降,伸长率提高.     

铍含量对钛基非晶复合材料摩擦行为的影响

通过真空电弧熔炼制备了一系列钛基非晶复合材料和钛基非晶合金,研究了合金中铍元素的含量对整体合金摩擦行为的影响。随着合金中铍元素的减少,非晶复合材料中的枝晶体积分数逐渐增加,整体合金的摩擦系数降低,但是合金的磨损率升高。所有材料的磨损表面都展现出了磨粒磨损的磨损机制,并且磨屑的尺寸随着枝晶体积分数的升高而逐渐降低。     

非晶颗粒增强铝基非晶复合材料的爆炸压实及其力学性能

用爆炸压实法制备了非晶颗粒增强铝基复合材料,复合材料中增强相非晶颗粒的含量分别为5%,10%,15%和20%。XRD和DTA分析的结果表明,爆炸压实过程中非晶颗粒未发生晶化现象。SEM分析的结果表明,非晶颗粒在基体中分布均匀。对爆炸压实件的硬度、密度、强度进行了检测,结果表明,该复合材料的强度高于纯铝,随着非晶颗粒含量的增加,复合材料的硬度和强度呈增大趋势。     

Ni/Cu比对锆基非晶合金热稳定性与力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了直径为2 mm的Zr_(70)Al_8Cu_(22-x)Ni_x(x=8.5,9,9.5,10,10.5,11)合金,通过差示扫描量热法(DSC)、单轴压缩实验等方法研究了Ni/Cu比对Zr基非晶合金热稳定性与力学性能的影响。结果表明,随Ni/Cu比增加,过冷液相区宽度ΔTx基本在80~81 K之间,但Ni/Cu比为0.63和0.76时对应较高的ΔTx,在Ni/Cu比为0.76时,热稳定性达到最大值89 K,热稳定性较好;随Ni/Cu比增加,塑性应变整体呈下降趋势,但在Ni/Cu比为0.76时出现反常增大,具有良好的塑性,屈服强度整体呈下降趋势,其变化的规律性不强,存在波动性。弹性模量在Ni/Cu比为0.63时达到最大值80 GPa,其余Ni/Cu比合金则在58~65 GPa范围内变化;总体来讲,Ni/Cu比为0.63时的合金塑性应变、屈服强度及弹性模量E均达到最大值。     

Bridgman法制备塑性钛基轻质非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固法成功制备了内生枝晶增塑的轻质钛基非晶复合材料. 与传统的Cu模吸铸法相比, Bridgman法有效消除了铸态组织中的孔洞, 得到了更均匀的微观组织, 且能通过调节抽拉速度来控制枝晶相的尺寸和分布, 进而优化其力学性能. 当抽拉速度为1.4 mm/s时, 合金压缩屈服强度、断裂强度和断裂塑性分别达到1956 MPa, 2706 MPa和18.0%, 且有明显的加工硬化现象. 进一步讨论了枝晶跨越长度$L$和枝晶间距$S$与力学性能的关系, 发现L在约40 μm时对材料的塑性贡献最大.     

碳纳米管-镁基非晶复合材料的制备及力学性能

采用铜模差压压铸的方法成功制备了碳纳米管颗粒增强镁基非晶复合材料,并对其微观结构、压缩性能、断裂强度及断口形貌进行了研究。结果表明,碳纳米管颗粒与非晶基体结合良好,其引入没有明显改变基体非晶合金的玻璃形成能力和热稳定性能;与非晶合金相比,复合材料的最大压缩强度及断裂位移有明显提高。碳纳米管在基体中复合的比较均匀,没有出现大面积团聚,并形成很多韧窝结构。     

SiC纤维增强钛基复合材料的横向力学性能

采用十字形试样测试分析有C涂层和无C涂层两种SiC纤维增强钛基复合材料的横向力学性能,以横向载荷作用下应力-应变曲线上的非线性拐点计算界面的强度.结果表明,有C涂层的界面横向开裂强度为53 MPa,低于无C涂层的界面开裂强度196 MPa,并且前者在横向载荷作用下沿C涂层与纤维之间开裂,而后者沿反应生成物与基体间开裂;体积分数为30%的多根纤维钛基复合材料的非线性拐点应力低于单根纤维复合材料,这主要是由于残余应力的减少引起,界面强度并没有明显变化.     

冷却速率对Zr-Co-Al-Y非晶合金热稳定性和耐蚀性能的影响

运用铜模吸铸法,制备了直径分别为2 mm、4 mm、6 mm的(Zr56Co28Al16)98Y2阶梯型非晶合金,运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征试样的结构,运用差示扫描量热仪(DSC)分析其热力学行为并表征自由体积的大小,运用电化学工作站测试腐蚀性能。结果表明,随着冷却速率的降低,晶化温度Tx、过冷液相区宽度ΔTx、结构弛豫焓ΔH0和晶化放热焓ΔH减小,热稳定性降低,并且在4 mm和6 mm试样非晶基体上有纳米晶的析出。而随着冷却速率的降低,非晶合金的耐蚀性提高。     

羟基磷灰石与氧化锆体积比对钛基复合支架力学性能和腐蚀性能的影响

通过环保、低成本的混合法制备氧化锆(ZrO2)和羟基磷灰石(HA)增强钛基支架材料,该材料具有较低的弹性模量(E)、足够的物理、电化学和生物学性能.研究羟基磷灰石和氧化锆体积分数的变化对支架力学性能、腐蚀性能和抗菌性能的影响.采用扫描电子显微镜结合电子色散光谱和X射线衍射对支架进行表征,通过压缩试验检测材料的力学性能及...     

钛基复合材料

从复合材料的力学性能中发现,重要的是界面问题。一是界面的力学特性,即组合的不同物质间热膨胀系数的差,泊松比的差引起的断裂现象等强化机理。二是组合的不同物质间的物理化学特性,即物质间的接合性、物质移动、扩散和反应等。钛合金强化所用纤维主要采用与钛不易反应的SiC系或SiC包复的硼纤维(Borsic),硼纤维因与钛易反应,一般不用其单体,而是用化学气相沉积(CVD)法包复B4C、SiC的硼纤维。硼纤维及包复B4C的硼纤维强化钛的界面行为研究表明,在不同温度下,界面相互作用生成物厚度与时间的关系为X=k,X为反应层厚度,k为反…