銅鋯基非晶合金組織與力學(xué)性能的研究.pdf

1、銅鋯基非晶復(fù)合材料具有的高強度，高硬度等力學(xué)特性使其在航空航天、電子行業(yè)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛質(zhì)。研究不同組元、不同成分對不同合金系組織與力學(xué)性能的影響具有重要意義。本文采用真空電弧熔煉-銅模吸鑄、感應(yīng)熔煉-銅模噴鑄法制備了Cu-Zr-Al系合金和Cu-Zr-Al-Y系合金楔形樣品，采用X射線衍射儀（XRD）對合金的組織結(jié)構(gòu)進行分析，通過差示量熱儀（DSC）研究不同元素添加對合金玻璃形成能力的影響，利用金相分析、掃描電鏡分析（SEM）、

2、透射電鏡分析（TEM）和能譜分析組織形態(tài)和組織成分，通過室溫壓縮實驗和顯微硬度實驗對合金系的力學(xué)性能進行測試，并對斷口形貌進行分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對Cu50-0.5xZr50-0.5xAlx(x=2,4,6 at.％)合金的組織和力學(xué)性能的研究表明：在此研究范圍內(nèi)，隨著Al含量的增加，合金的玻璃形成能力逐漸增強，當(dāng)Al的含量為6 at.%時， Cu47Zr47Al6合金具有較強的玻璃形成能力，其過冷液相區(qū)寬度達到61

3、.38K，Trg和γ參數(shù)分別為0.5997和0.4077，并且液相線溫度降至1168.75K。隨著冷卻速率的下降，非晶體中逐漸析出CuZr(B2)相、板條狀CuZr(B19′)相和層片狀的CuZr(Cm)馬氏體相。適量Al的添加可以提高Cu50-0.5xZr50-0.5xAlx(x=2,4,6 at.%)合金的抗壓強度，當(dāng)加入量為4 at.%時效果最為明顯。在3mm處和5mm處的抗壓強度均隨著Al元素的增加先提高后降低。在3mm處壓縮時

4、，Cu48Zr48Al4合金的抗壓強度達到2296.0MPa，而且塑性變形量為0.68%。隨著冷卻速率的下降，從3mm到7mm處，合金Cu50-0.5xZr50-0.5xAlx(x=2,4,6 at.%)的顯微硬度數(shù)值依次下降，其中在3mm處的顯微硬度值最高，當(dāng)x=4時，達到535.2HV。⑵對(Cu47Zr47Al6)100-xYx(x=0.5,1,1.5,2,2.5 at.%)合金的研究表明：添加適量的Y可以提高合金的玻璃形成能力，

5、且隨著Y含量的增加，合金的玻璃形成能力先提高后下降。當(dāng)Y的含量為2.0 at.%時，(Cu47Zr47Al6)98Y2合金的非晶形成能力最強，其過冷液相區(qū)寬度達到67.56K。隨著冷卻速率的下降，組織的變化為：完全非晶區(qū)→非晶+B2-CuZr相→非晶+B2-CuZr相+CuZr馬氏體相。添加適量的Y可以提高其抗壓強度，斷裂方式仍為脆性斷裂。隨著Y含量的增加，合金的抗壓強度值先增加后降低，當(dāng)Y含量為2 at.%時，(Cu47Zr47Al6