Cu基塊狀非晶的微觀組織和力學性能研究.pdf

1、多元塊狀非晶合金擁有獨特的性能如：高強度、高硬度、室溫下極大的彈性和良好的加工成型，在近幾年來引起了人們廣泛的關注。作為一種潛在的結構和功能材料，非晶合金的微觀結構以及形變行為成為了當前材料研究的熱點之一。 本文以Cu基大塊非晶為研究對象，對塊狀非晶的微觀組織和力學性能進行了研究，主要包括以下結果： 對Cu50Zr42Al8塊狀非晶錐形試樣鑄態(tài)組織和退火前后顯微硬度的變化進行了研究。Cu50Zr42Al8錐形非晶合金試樣

2、在直徑為φ4.8mm及以下尺寸時的區(qū)域是完全非晶組織，在大于直徑φ4.8mm出現了非晶和晶體的混合狀態(tài)。隨冷卻速率的變化，錐形試樣的微觀結構由表面非晶區(qū)、中心細等軸晶區(qū)及介于兩者之間的過渡區(qū)組成。 大塊非晶合金的硬度在結構馳豫過程和應力松弛過程中發(fā)生變化。從非晶區(qū)到非晶/晶體過渡區(qū)，退火前，硬度變化為逐漸升高到最大值后，再逐漸降低，最高硬度為713HV。退火后，硬度變化為先降低，再逐漸升高達到最大值后，再逐漸降低，最高硬度為73

3、4HV。在非晶區(qū)域，退火前硬度由中心到表面是逐漸降低的，退火后硬度由表面到中心是逐漸增加的。在非晶/晶體過渡區(qū)，退火前硬度由中心到表面是逐漸升高的，退火后硬度由中心到表面是逐漸降低的。熱處理后，試樣顯微硬度有整體升高的趨勢，所以適當的熱處理可以提高非晶/晶體復合材料的硬度。 用納米壓痕法研究了Cu50Zr42Al8塊狀非晶合金錐形試樣從非晶區(qū)到非晶/晶體過渡區(qū)的微區(qū)力學性能及塑性變形機理。Cu50Zr42Al8非晶合金錐形試樣的

4、壓痕硬度和接觸彈性模量值在非晶區(qū)內平均值分別為18.63GPa和196.55GPa，在非晶/晶體過渡區(qū)內為15.48GPa和178.05GPa，從非晶區(qū)到非晶/晶體過渡區(qū)整體平均值為16.71GPa和185.38GPa。在非晶區(qū)內，發(fā)生小的塑性變形和彈性變形，具有相對高的硬度。在非晶/晶體過渡區(qū)內，與非晶區(qū)相比，表現為小的硬度和彈性模量，大的塑性變形量。 研究了退火熱處理對Cu50Zr42Al8塊狀非晶合金壓縮力學性能的影響。試

5、樣在玻璃轉變溫度Tx以上等溫退火處理后，開始析出晶體相AlCu2Zr和Cu10Zr7，且Cu10Zr7占多數，經973K等溫退火處理后已完全晶化。在整個晶化過程中，淬態(tài)、400K和600K退火試樣的抗壓強度區(qū)別不大，壓縮斷口形貌極為相似，表現為分布均勻的脈狀花紋；743K等溫退火處理后抗壓強度達到最大，壓縮斷口形貌表現為分布不太均勻的脈狀花紋；在退火溫度為753K時呈現出少量的脈狀花紋；抗壓強度最小出現在873K退火試樣，斷口形貌基本上