基于尺寸效應(yīng)的Zr基非晶合金本構(gòu)關(guān)系研究.pdf

1、由于大塊非晶合金綜合機(jī)械性能優(yōu)異,過(guò)冷液相區(qū)的超塑性適合于微成形,但是微成形中試樣的尺寸效應(yīng)對(duì)成形的影響很大,所以將大塊非晶合金過(guò)冷液相區(qū)的尺寸效應(yīng)確定為研究?jī)?nèi)容,并基于尺寸效應(yīng)獲得非晶態(tài)材料的本構(gòu)關(guān)系。本文選用的非晶合金為Zr55Cu30Al10Ni5,并研究其在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)的尺寸效應(yīng),建立本構(gòu)方程并進(jìn)行擬合,最后用有限元模擬的方法進(jìn)行驗(yàn)證。
　　利用電弧熔煉/銅模吸鑄法制備直徑為3mm,2mm,1mm,0.6mm的大塊非晶合金

2、Zr55Cu30Al10Ni5,用切片機(jī)加工成高徑比1:1.5的試樣,并利用X射線(xiàn)衍射分析(XRD)和差示掃描量熱儀(DSC)對(duì)制得的試樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及熱分析,確定其成分特征和熱性能參數(shù)(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,晶化開(kāi)始溫度Tx,過(guò)冷區(qū)ΔT)。
　　研究Zr55Cu30Al10Ni5大塊非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)的高溫壓縮尺寸效應(yīng)。試驗(yàn)采用Zwick/Roell萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行不同應(yīng)變速率、不同溫度、不同尺寸下的高溫壓縮試驗(yàn),并對(duì)

3、得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)表明,在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi),大塊非晶合金的力學(xué)性能具有明顯的尺寸效應(yīng),并總結(jié)了其規(guī)律性。
　　為了更好的研究大塊非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)的尺寸效應(yīng),本文基于提出的Maxwell-Pulse本構(gòu)模型,加入了表征尺寸效應(yīng)的尺寸因子Sσf、Sσos和Sεos,對(duì)比實(shí)驗(yàn)及擬合所得的數(shù)據(jù)及曲線(xiàn),兩者的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)較好的吻合。
　　采用Deform-3D有限元模擬軟件對(duì)完善后的本構(gòu)方程進(jìn)行驗(yàn)證,并選取原本