鋁基合金過熱熔體脆性及非晶形成能力研究.pdf

1、鋁基非晶合金具有特殊的優(yōu)良性能，無論作為結(jié)構(gòu)材料還是功能材料都具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以部分鋁基非晶為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了過熱熔體脆性與非晶形成能力及非晶中程有序結(jié)構(gòu)的關(guān)系，并對(duì)非晶中的微觀結(jié)構(gòu)不均勻性進(jìn)行了初步探究。 利用高溫熔體粘度儀測(cè)量了五種Al-Co-Ce及Al-RE(Ce,Nd,Pr)合金熔體的粘度，并結(jié)合差示掃描量熱(DSC)等實(shí)驗(yàn)方法，計(jì)算了它們的過熱脆性M值。分別發(fā)現(xiàn)在Al-Co-Ce和A1-RE(Ce,Nd,P

2、r)合金系中，隨著M值的增大，合金的非晶形成能力逐漸減小。說明在同一合金系中，M可以用來預(yù)測(cè)合金的非晶形成能力。將兩種合金系的M值進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在不同的合金系中，M和合金的非晶形成能力并沒有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 計(jì)算了六種Al-Ni-Nd合金的過熱熔體脆性，并分別將M和表征非晶形成能力的參數(shù)T<,rx>，γ進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)在具有相同晶化類型的合金中，M值越大，合金非晶形成能力越低，M可以反映出具有相同晶化類型的或相近晶化溫度的合金

3、的非晶形成能力。將六種Al-Ni-Nd合金的過熱脆性值和非晶結(jié)構(gòu)因子預(yù)峰強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)M值越大，非晶的結(jié)構(gòu)因子預(yù)峰越低。說明M反映了合金熔體中的中程有序原子團(tuán)簇在形成非晶時(shí)的穩(wěn)定性，是從液體穩(wěn)定性方面反映了合金非晶形成能力的一個(gè)參數(shù)。根據(jù)TTT曲線分析了過熱熔體脆性對(duì)合金非晶形成的影響過程，闡明了合金過熱熔體脆性對(duì)合金非晶形成能力的影響機(jī)制。 發(fā)現(xiàn)在Al<,87>Co<,10>Ce<,3>非晶合金X射線衍射(XRD)曲線上

4、存在一個(gè)明顯的肩峰，說明非晶中存在微觀結(jié)構(gòu)不均勻性。首次對(duì)這種微觀結(jié)構(gòu)不均勻性隨成分的變化及與合金非晶形成能力的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨Co/Ce原子比升高，肩峰的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，預(yù)峰的強(qiáng)度逐漸減弱，肩峰的存在會(huì)對(duì)合金的非晶形成能力產(chǎn)生不利的影響。通過XRD及DSC等溫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和Al<,87>Ni<,10>Ce<,3>不同，Al<,87>Co<,10>Ce<,3>非晶的晶化過程為共晶晶化過程，晶化機(jī)制為生長(zhǎng)型晶化，說明在非晶中存在著fcc