發(fā)布時(shí)間：2023-04-07 05:12

　　雖然塊體非晶合金具有高強(qiáng)度、大彈性極限等優(yōu)異的力學(xué)性能,但室溫脆性和應(yīng)變軟化仍是其結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。主要原因在于其長(zhǎng)程無(wú)序的原子排列,難以產(chǎn)生晶體材料中類似“位錯(cuò)”所帶來(lái)的加工硬化機(jī)制,塑性變形集中在非常小的局部區(qū)域內(nèi)(即剪切帶),容易引起災(zāi)難性的脆性斷裂。研究發(fā)現(xiàn),在非晶基體中引入晶體相能夠促進(jìn)更多剪切帶形成和抑制剪切帶擴(kuò)展,從而提高塑性變形能力。其中,引入可發(fā)生形變誘導(dǎo)相變的亞穩(wěn)第二相制備“相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化塊體非晶復(fù)合材料,被認(rèn)為是同時(shí)克服非晶合金的室溫脆性和應(yīng)變軟化的有效手段之一。然而,“相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化塊體非晶復(fù)合材料中的晶體第二相形貌特征不易調(diào)控的問(wèn)題仍然十分突出,尤其是在Ti基和Zr基合金體系中,亞穩(wěn)晶體母相易聯(lián)結(jié)、分布不彌散,組織結(jié)構(gòu)可重復(fù)性差。這些因素會(huì)大幅弱化晶體相的韌塑化效果,降低力學(xué)性能的一致性。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文嘗試通過(guò)微合金化調(diào)控內(nèi)生析出與外加相變介質(zhì)等手段來(lái)調(diào)控亞穩(wěn)第二相的形貌特征,并進(jìn)一步揭示了此類塊體非晶復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變及其在不同載荷下力學(xué)性能、變形行為特征的關(guān)聯(lián)。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括以下幾個(gè)方面:(1)針對(duì)Ti-C...

【文章頁(yè)數(shù)】：184 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 非晶合金概述
        2.1.1 塊體非晶合金的發(fā)展
        2.1.2 塊體非晶合金的力學(xué)性能及應(yīng)用前景
        2.1.3 非晶合金的微觀變形機(jī)制
    2.2 塊體非晶復(fù)合材料概述
        2.2.1 外加第二相塊體非晶復(fù)合材料的制備及其準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)行為
        2.2.2 內(nèi)生第二相塊體非晶復(fù)合材料的制備及其準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)行為
    2.3 “相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化塊體非晶復(fù)合材料概述
        2.3.1 “相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化CuZr基塊體非晶復(fù)合材料
        2.3.2 “相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化Ti基塊體非晶復(fù)合材料
        2.3.3 其他體系“相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化塊體非晶復(fù)合材料
        2.3.4 “相變誘導(dǎo)塑性”韌塑化塊體非晶復(fù)合材料的韌塑化機(jī)理
    2.4 塊體非晶復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為
    2.5 本文的研究背景、研究目的和主要研究?jī)?nèi)容
        2.5.1 研究背景
        2.5.2 研究目的
        2.5.3 主要研究?jī)?nèi)容
3 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料
    3.2 樣品制備
        3.2.1 真空電弧熔煉母合金
        3.2.2 銅模吸鑄法制備內(nèi)生第二相塊體非晶復(fù)合材料
        3.2.3 滲流鑄造法制備外加第二相塊體非晶復(fù)合材料
    3.3 組織分析及性能測(cè)試
        3.3.1 物相及微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 熱力學(xué)性能測(cè)試
        3.3.3 力學(xué)性能測(cè)試
        3.3.4 有限元模擬
4 Ta微合金化調(diào)控Ti₄₅Cu₄₁Ni₉Zr₅非晶合金的相形成與力學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 Ta微合金化調(diào)控Ti₄₅Cu₄₁Ni₉Zr₅非晶合金相形成及其作用機(jī)理
        4.2.1 Ta微合金化對(duì)相形成的影響
        4.2.2 Ta微合金化對(duì)相形成的影響機(jī)制探究
    4.3 Ta微合金化對(duì)Ti₄₅Cu₄₁Ni₉Zr₅非晶合金準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能的影響
        4.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能
        4.3.2 準(zhǔn)靜態(tài)拉伸性能
    4.4 分析與討論
        4.4.1 Ti_45-xCu₄₁Ni₉Zr₅Ta_x合金組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)
        4.4.2 Ti_45-xCu₄₁Ni₉Zr₅Ta_x合金力學(xué)性能拉壓不對(duì)稱性的成因
    4.5 本章小結(jié)
5 外加TiNi絲制備塊體非晶復(fù)合材料
    5.1 引言
    5.2 TiNi絲韌塑化Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃塊體非晶復(fù)合材料的制備
        5.2.1 滲流鑄造工藝對(duì)非晶復(fù)合材料界面的影響
        5.2.2 滲流鑄造工藝對(duì)非晶復(fù)合材料壓縮性能的影響
    5.3 TiNi絲韌塑化Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃塊體非晶復(fù)合材料的界面
        5.3.1 界面結(jié)構(gòu)
        5.3.2 界面微區(qū)力學(xué)性能
    5.4 外加TiNi絲韌塑化其它合金體系塊體非晶復(fù)合材料的可行性
    5.5 本章小結(jié)
6 TiNi絲塊體非晶復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)行為研究
    6.1 引言
    6.2 TiNi絲韌塑化Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃塊體非晶復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮力學(xué)行為
        6.2.1 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能
        6.2.2 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮變形行為
        6.2.3 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮斷裂模式
        6.2.4 馬氏體相變?cè)跍?zhǔn)靜態(tài)壓縮力學(xué)行為中的作用
        6.2.5 馬氏體相變的作用及其動(dòng)力學(xué)模型
    6.3 TiNi絲韌塑化Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃塊體非晶復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸力學(xué)行為
        6.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)拉伸性能
        6.3.2 準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形行為
        6.3.3 馬氏體相變?cè)跍?zhǔn)靜態(tài)拉伸力學(xué)行為中的作用及機(jī)制
    6.4 拉壓力學(xué)性能不對(duì)稱性的成因
    6.5 準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能的一致性
    6.6 外加TiNi絲韌塑化Ti基塊體非晶復(fù)合材料的力學(xué)性能
    6.7 本章小結(jié)
7 B2相韌塑化塊體非晶復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為研究
    7.1 引言
    7.2 Zr_46.25Cu₄₈Al₄Ag₁Sn_0.75塊體非晶復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試樣品的制備
    7.3 Zr_46.25Cu₄₈Al₄Ag₁Sn_0.75塊體非晶復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能及變形機(jī)制
        7.3.1 動(dòng)態(tài)壓縮性能
        7.3.2 動(dòng)態(tài)壓縮變形機(jī)制
    7.4 Zr_46.25Cu₄₈Al₄Ag₁Sn_0.75塊體非晶復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的影響因素
        7.4.1 應(yīng)變率的影響及其機(jī)制
        7.4.2 B2相體積分?jǐn)?shù)的影響及其機(jī)制
    7.5 Zr_46.25Cu₄₈Al₄Ag₁Sn_0.75塊體非晶復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)變形模擬研究
    7.6 TiNi絲韌塑化Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃塊體非晶復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
    7.7 本章小結(jié)
8 總結(jié)
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3785157