Ti-Zr-Ni體系塊體純準晶性能研究.pdf

1、該文主要由兩部分構(gòu)成.在第一部分,首先簡單介紹了準晶研究的現(xiàn)狀和進展,及準晶研究的相關(guān)理論,以及準晶的特性.然后作者介紹了根據(jù)三元準晶系的相圖特征歸納出的三元準晶形成的定量成分判據(jù),及設(shè)計和優(yōu)化準晶成分的實用方法.在論文的第二部分,將Ti-Zr-Ni體系中理想成分點處的合金煉制成合金棒,對其進行X射線分析,發(fā)現(xiàn)是含量接近100%的純準晶.隨后我們對該塊狀純準晶進行了力學(xué)性能,腐蝕性能,摩擦磨損性能等的測定和研究.實驗結(jié)果如下:1.鑄態(tài)T

2、i<,40>Zr<,40>Ni<,20>準晶合金具有良好的室溫力學(xué)性能:在1.96N的載荷下,維氏顯微硬度值接近5500MPa,斷裂強度達到430MPa,楊氏模量27913MPa,室溫彈性應(yīng)變可達1.49%.從實驗結(jié)果看,其綜合力學(xué)性能遠遠好于Al基準晶,與Zr<,55>Al<,15>Ni<,10>Cu<,20>非晶和Ti<,50>Cu<,27>Ni<,20>Sn<,3>非晶在一個數(shù)量級上.Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準晶

3、合金室溫單向壓縮時應(yīng)力—應(yīng)變曲線呈現(xiàn)彈性變形特征,斷裂方式為解理斷裂,屬脆性穿晶斷裂.斷裂前未發(fā)現(xiàn)有明顯塑變發(fā)生.但在進行維氏顯微硬度測試時,試樣表面上的壓痕卻清晰規(guī)整.這表明在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下,準晶材料具有一定的室溫塑變能力.2.塊體純準晶合金Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>與退火后的晶體相相比,在強堿性溶液中準晶相和晶化相的耐蝕性相差不多,在強酸性溶液和鹽溶液中,準晶相的耐蝕性低于晶化相,可見,準晶這種獨特的結(jié)構(gòu)不一定能提高

4、材料的耐腐蝕性能,其耐蝕性與溶液的性質(zhì)有關(guān).塊體純準晶合金Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>與不銹鋼相比有著優(yōu)良的抗腐蝕性能,這說明準晶的抗腐蝕性能和成分有很大關(guān)系,從極化曲線上看,準晶樣品抗堿溶液腐蝕能力最強,抗酸溶液次之,抗鹽溶液腐蝕能力最差.3.純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準晶顯微硬度值為5.6GPa,高于退火后樣品的顯微硬度,其值為3.1 GPa.在400mN載荷下純的塊狀Ti<,40>Zr<,40

5、>Ni<,20>準晶同GCr<,15>鋼對磨時的摩擦系數(shù)為0.13,低于晶化相的摩擦系數(shù),為0.14.兩者在室溫下的磨損機制均為磨粒磨損.但是晶化后樣品的磨損量高于純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準晶,說明純的塊狀Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>準晶的耐磨性更好.4.Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20>純準晶合金膨脹系數(shù)數(shù)值和鉑相似,并且隨溫度升高膨脹系數(shù)值增加;Ti<,40>Zr<,40>Ni<,20