Fe78Si9B13非晶合金的力學(xué)性能研究.pdf

1、非晶合金由于長程無序、短程有序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有優(yōu)異的力學(xué)性能。它在具備高強(qiáng)度和高硬度的同時(shí)，還具有高韌性及良好的延性。隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，急需高強(qiáng)度、高耐磨性的結(jié)構(gòu)件，非晶合金將在這一領(lǐng)域發(fā)揮它的優(yōu)越性。本文以Fe78Si9B13非晶合金帶材為研究對象，借助AFM、DSC、XRD、SEM等分析測試手段，研究了非晶的形貌、結(jié)構(gòu)以及初始晶化等；并采用顯微硬度試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、脹形試驗(yàn)及有限元模擬手段，研究了其硬度、脆性、強(qiáng)度、拉伸及成形等

2、方面的性能。
　　通過等溫退火及等時(shí)退火試驗(yàn)研究了Fe78Si9B13非晶合金的顯微硬度隨溫度及退火時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明，顯微硬度隨溫度的上升先下降再升高，后又降低；低溫退火隨退火時(shí)間的延長先下降再上升；高溫退火隨退火時(shí)間的延長一直升高最后趨于平衡。通過XRD測定了不同退火工藝后的結(jié)構(gòu)變化；引入自由體積模型對Fe78Si9B13非晶合金的退火脆化進(jìn)行了分析。
　　采用室溫拉伸試驗(yàn)，測定了Fe78Si9B13非晶合金的彈性

3、模量及室溫拉伸強(qiáng)度；高溫拉伸的溫度范圍為420℃～530℃,初始應(yīng)變速率為1.67×10-4s-1～1.67×10-4s-1，結(jié)果證明，在450℃，初始應(yīng)變速率為8.33×10-4s-1時(shí)得到最大的延伸率，為40％。研究了不同溫度、不同拉伸速率對Fe78Si9B13非晶合金的屈服強(qiáng)度及斷裂強(qiáng)度的影響；引入晶化彌散強(qiáng)化解釋了拉伸中各性能參數(shù)的變化。利用X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM）對高溫變形后的微觀組織進(jìn)行了分析。
　　對

4、Fe78Si9B13非晶合金進(jìn)行了復(fù)雜應(yīng)力下的成形試驗(yàn)，對其塑性成性能力進(jìn)行了初步探討。研究了其脹形高度隨時(shí)間、壓力、溫度的變化規(guī)律，結(jié)果表明，在雙向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)下，F(xiàn)e78Si9B13非晶合金具有良好的塑性成形性能；并給出了現(xiàn)有設(shè)備條件下，脹形的最佳工藝為在500℃，加壓3.4MPa，脹形20min后高度達(dá)4mm，高徑比達(dá)0.4。
　　通過Marc有限元軟件模擬了真實(shí)的試驗(yàn)過程，得到脹形高度隨時(shí)間的變化及厚度分布，并與試驗(yàn)結(jié)果