內(nèi)生鈦基非晶復合材料拉伸性能的研究.pdf

1、由于非晶合金其獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其具有非常好的力學性能，因為沒有位錯存在，其斷裂強度幾乎接近完美晶體的理論斷裂強度，因此非晶合金剛被人們發(fā)現(xiàn)就引起了研究者們強烈的興趣，一直以來非晶合金被認為是最具潛力的工程應用材料。單相非晶合金雖然具有很高的強度、硬度以及大的彈性極限，但是有一個致命弱點就是室溫脆性，這一弱點不僅限制了非晶合金的廣泛工程應用，也限制了研究者們對其變形機理的研究。本文通過向非晶合金中引入第二相形成非晶復合材料，明顯改善了材

2、料的塑性，在此基礎上對復合材料的變形機理及第二相樹枝晶大小對材料的塑性影響做了一定的探討。
　　通過制備一種新的非晶復合材料，該種復合材料含有體積分數(shù)為41％的樹枝晶，樹枝晶尺寸大約為0.8-1.2μm，這種材料不僅具有較高的拉伸強度，大約為1650 MPa，在室溫下還具有了一定的塑性，室溫應變大約為2.5％。但是該種材料拉伸屈服后立即軟化，沒有加工硬化的現(xiàn)象出現(xiàn)，所以該非晶復合材料的變形行為簡單分為兩個變形過程來討論:(1)彈性

3、變形和(2)軟化階段。每個階段都用了數(shù)學公式去描述。在過冷液相區(qū)(613K)，非晶復合材料拉伸時沒有發(fā)生像單相非晶合金那樣的超塑性均勻流變。在過冷液相區(qū)拉伸時，非晶復合材料的力學性能受應變速率的影響，當應變速率從1×10-2/s降低到1×10-3/s時，屈服強度從1390MPa降低到960MPa，但是塑性幾乎增加了近一倍。
　　為了研究材料的變形機理，選用了一種塑性較大的非晶復合材料，其拉伸應變和強度分別達到7.6％和1510 M

4、Pa?；谖鍌€變形階段:(1)彈性-彈性變形階段，(2)彈性-塑性變形階段，(3)塑性-塑性（屈服平臺）階段，(4)塑性-塑性（加工硬化）階段，(5)塑性-塑性（軟化）階段，建立起了一種非晶復合材料變形模型。每個階段都進行了詳細的公式描述，闡明了非晶復合材料的變形機理。此外，還利用了有限元模擬軟件對該模型進行了驗算，實驗、計算和模擬結(jié)果三者非常吻合。
　　向非晶基底中引入晶體第二相能明顯改善材料塑性，實驗中制備了三種含不同樹枝晶尺