基于非晶超塑性變形的銅基復(fù)合材料制備與性能研究.pdf

1、基于大塊非晶合金在過冷液相區(qū)間具有很好的超塑性成形特點(diǎn),本論文通過擠壓成形工藝成功制備了新型銅/Cu40Zr44Ag8Al8非晶復(fù)合材料。利用OM、DSC、XRD、SEM、TEM和Hv等手段研究了Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金和新型銅/非晶復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)特征和界面行為,并且通過室溫壓縮和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能。通過高溫壓縮試驗(yàn)研究了Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金在其過冷液相區(qū)間的塑性變形行為,并利用D

2、EFORM-3D軟件模擬了Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金的高溫壓縮試驗(yàn)。
　　 OM、Hv、DSC和XRD結(jié)果表明:在擠壓速度0.007mm/s,擠壓溫度703K和726K條件下,通過擠壓成形工藝可以制備出表面質(zhì)量良好、芯部非晶均勻分布的復(fù)合棒材和板材。復(fù)合擠壓后芯部非晶的過冷液相區(qū)間減小了3K,同時(shí)晶化熱焓也減小了11.58J/g,相應(yīng)的顯微硬度值略有增大,并且擠壓過程中芯部非晶沒有發(fā)生明顯的晶化。
　　 SEM

3、和TEM結(jié)果表明:由擠壓成形工藝制備的復(fù)合材料可以獲得良好的界面結(jié)合,但是在界面處有部分納米晶形成。在703K制備的復(fù)合棒材界面寬度為1.64μm,而703K制備的復(fù)合板材的界面寬度是2.15μn。
　　 力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度要高于純銅的而低于鑄態(tài)非晶的,相反,延伸率則低于純銅而高于鑄態(tài)非晶的。在703K制備的復(fù)合棒材的屈服強(qiáng)度是475MPa,延伸率為3.3％;而726K制備的復(fù)合棒材的屈服強(qiáng)度為488MPa,延

4、伸率為3.04%。
　　 對鑄態(tài)Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金在其過冷液相區(qū)間進(jìn)行了高溫壓縮試驗(yàn)。結(jié)果表明:溫度和應(yīng)變速率顯著影響Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金的高溫變形行為。高溫低應(yīng)變速率條件下,Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金表現(xiàn)為牛頓型流變;而低溫高應(yīng)變速率條件下,Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金由牛頓型流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD型流變。利用DEFORM-3D軟件模擬了鑄態(tài)Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金的高