Zr基塊狀非晶合金室溫壓縮與動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、塊狀非晶態(tài)金屬合金是90年代發(fā)展起來的一種新型亞穩(wěn)態(tài)材料,它突破了傳統(tǒng)甩帶非晶的尺寸限制,可以作為工程結(jié)構(gòu)材料使用,因此引起了人們對(duì)其力學(xué)性能研究的極大興趣.該文選取具有很強(qiáng)非晶形成能力和晶化熱穩(wěn)定性的Zr基塊狀非晶態(tài)金屬合金作為研究對(duì)象,采用負(fù)壓銅模吸鑄法制備成非晶棒樣品.采用X射線衍射儀進(jìn)行物相鑒定后,對(duì)其分別進(jìn)行單軸壓縮和動(dòng)力學(xué)特性研究實(shí)驗(yàn).室溫單軸壓縮實(shí)驗(yàn)利用Instron Universal-Testing Machine(I

2、UTM)和掃描電子顯微術(shù)(SEM)研究了Zr<,65>Al<,7.5>Ni<,10>Cu<,17.5>塊狀非晶的室溫單軸壓縮變形和斷裂行為.結(jié)果表明:該合金的室溫壓縮變形過程表現(xiàn)為彈性和塑性變形,彈性應(yīng)變很大,可達(dá)到2﹪.并且宏觀形貌觀察發(fā)現(xiàn)樣品表面形成與壓縮方向呈約45°的變形帶.塑性變形主要集中在這一局部區(qū)域.塑性變形是以切變帶粘性流層相對(duì)滑動(dòng)的方式進(jìn)行.在塑性變形階段沒有明顯的加工硬化現(xiàn)象.塑性變形初期沒有形成裂紋,當(dāng)塑性變形積累

3、到一定程度之后,裂紋在切變變形較大的區(qū)域表面形成.裂紋從萌生、擴(kuò)展到斷裂的時(shí)間極短.最終的斷裂是流變積累和應(yīng)力綜合作用的結(jié)果.動(dòng)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)是利用動(dòng)態(tài)熱分析儀(DMA)研究具有相同電子濃度、不同Zr、Al、Ni含量的三種非晶合金的貯存模量(G'),損耗模量(G")和內(nèi)耗(G"/G')的動(dòng)力學(xué)特性.結(jié)果表明,雖然三種非晶合金的電子濃度相同,但其動(dòng)力學(xué)特性并不一樣.在室溫下,Zr含量最多的Zr<,63>Ni<,18.5>Al<,18.5>非