【摘要】：本文系統(tǒng)研究了成分為Cu48Zr48-xAl4Nbx(0≤x≤2.0)和Cu46.5Zr46.5Al7-xNbx(0≤x≤2.0)的階梯型合金試樣的微觀組織和力學性能,探討了兩種CuZrAlNb合金系的微觀形貌與力學性能之間的聯(lián)系。對于同一直徑不同成分的合金試樣,與不含Nb的Cu48Zr48Al4合金相比,當Nb含量為0.3%和2.0%時,Cu48Zr48-xAl4Nbx(x=0.3,2.0)合金中析出的晶體相增多,促進了合金中第二相的形核與長大,當x=0.8和1.5時,Nb的加入提高了合金的玻璃形成能力,第二相含量降低,而1.2%的Nb的加入,合金中晶體相的體積分數(shù)基本不變,對合金的玻璃形成能力沒有影響。同時,在直徑3mm,Nb的添加量為0,0.8%和1.5%的合金中以及直徑4mm,Nb的添加量為0.8%和1.5%的合金中能夠析出分布均勻,尺寸均一的球狀B2-CuZr相。然而Nb的添加并未在Cu46.5Zr46.5Al7合金中形成均勻分布,尺寸均一的B2-CuZr相,在直徑為3mm和4mm時,該合金系基本上是完全金屬玻璃結構,當直徑為5mm和6mm時,0.3%和2.0%的Nb的加入獲得了塊體金屬玻璃,提高了玻璃形成能力,Nb含量為0.8%和1.2%,合金的晶體相數(shù)量基本不變,當Nb的添加量增加到1.5%時,晶體相的數(shù)量顯著增加。通過能譜分析發(fā)現(xiàn),Nb的加入并未引起大的元素擴散。當合金的成分相同直徑不同時,Cu48Zr48-xAl4Nbx(0≤x≤2.0)合金和Cu46.5Zr46.5Al7-xNbx(x=0,0.8-1.5)合金中晶體相的體積分數(shù)隨著直徑的增加而增加,對于Cu46.5Zr46.5Al7合金,Nb添加量為0.3%和2.0%時,合金的微觀結構基本不發(fā)生變化,均為塊體金屬玻璃。通過對直徑3mm的Cu48Zr48-xAl4Nbx(0≤x≤2.0)金屬玻璃復合材料的拉伸測試發(fā)現(xiàn),x=0,0.3,0.8和2.0時,合金均表現(xiàn)出顯著的加工硬化能力,只有當Nb的添加量為0.8%時,合金還兼具有較大的塑性變形能力和高強度,表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合力學性能。當Nb的添加量為1.2%和1.5%時,合金表現(xiàn)為脆性斷裂。對于Cu46.5Zr46.5Al7-xNbx(0≤x≤2.0)合金,當Nb添加量為0.8%時,材料的綜合力學性能得到了改善。金屬玻璃復合材料中B2-CuZr相增韌作用的機理一方面是在變形過程中B2-CuZr相的存在可以阻礙單一剪切帶的快速擴展,同時由于晶體相與基體的彈性極限不同,在界面處造成應力集中,這些應力集中點是剪切帶的形核核心,促使形成多重剪切帶,避免了裂紋的過早形成;另一方面,“較軟”的B2-CuZr相在形變過程中會發(fā)生相變轉變?yōu)椤拜^硬”的馬氏體相,從而抑制了應變軟化現(xiàn)象。然而,并不是合金中含有B2-CuZr相就能達到優(yōu)化材料力學性能的效果,只有分布均勻,尺寸均一,體積分數(shù)適量的球狀B2-CuZr相才有可能優(yōu)化材料的力學性能。B2-CuZr相與金屬玻璃基體的納米壓痕測試結果表明,這兩類CuZrAlNb合金系中B2-CuZr相的顯微強度均低于對應的基體的顯微強度,加載速率的大小對流變鋸齒現(xiàn)象影響明顯,材料的宏觀力學性能在一定程度上可以用兩相的顯微強度及流變鋸齒的數(shù)量來表征,兩相的顯微強度高則材料的宏觀拉伸強度高,流變鋸齒的數(shù)量多則材料的宏觀拉伸塑性好。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.8

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許宏偉;杜宇雷;成家林;陳光;;塊體金屬玻璃制備技術的研究進展[J];材料導報;2010年23期

2 張博;Jan Schroers;;塊體金屬玻璃[J];物理;2013年02期

3 潘明祥,汪衛(wèi)華;不透明玻璃顯現(xiàn)出的曙光——塊體金屬玻璃的發(fā)現(xiàn)與應用[J];物理;2002年07期

4 李蔚;;新型“塊體金屬玻璃”在美國研制成功[J];功能材料信息;2005年01期

5 曉敏;;塊體金屬玻璃的開發(fā)和應用[J];金屬功能材料;2007年01期

6 ;新型厘米尺度銅基塊體金屬玻璃研究取得新進展[J];自然科學進展;2007年06期

7 ;新型鎳基塊體金屬玻璃的制備和性能[J];金屬功能材料;2007年04期

8 聞平;趙作峰;汪衛(wèi)華;;塊體金屬玻璃的物理時效——焓恢復研究[J];中國科學(G輯:物理學 力學 天文學);2008年04期

9 艾科;戴蘭宏;;球型壓頭下塊體金屬玻璃“隆起”現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究[J];中國科學(G輯:物理學 力學 天文學);2008年04期

10 李宏祥;王善林;李承熏;;利用工業(yè)原材料制備高鉻抗蝕鐵基塊體金屬玻璃[J];鑄造;2009年10期

相關會議論文 前5條

1 劉龍飛;戴蘭宏;白以龍;魏炳忱;;塊體金屬玻璃在不同應變率簡單剪切載荷下的剪切帶行為研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

2 崔苑苑;李家好;柳百新;;原子相互作用勢計算Cu-Hf系統(tǒng)的非晶形成范圍[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

3 崔苑苑;李家好;柳百新;;熱力學和原子相互作用勢計算Cu-Zr-Ni系統(tǒng)的非晶形成范圍[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

4 李繼承;陳小偉;陳剛;;塊體金屬玻璃力學行為有限元模擬研究進展[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術會議（SCCM8）論文集[C];2010年

5 胡建愷;萬錕;潘志云;張謙琳;王利民;瓦.列文;久.波托紐克;柳達;;高壓塊體金屬玻璃PdNiCup的聲顯微研究[A];中國聲學學會2002年全國聲學學術會議論文集[C];2002年

相關重要報紙文章 前1條

1 汪攜;鋁基塊體金屬玻璃面世[N];中國化工報;2009年

相關博士學位論文 前6條

1 郭勝鋒;鐵基塊體金屬玻璃及其復合材料的強韌化研究[D];華中科技大學;2010年

2 曹揚;塊體金屬玻璃復合、晶化與性能研究[D];南京理工大學;2009年

3 張衛(wèi)國;Vit1塊體金屬玻璃的切削性能研究[D];燕山大學;2012年

4 李峰偉;基于團簇加連接原子模型的Zr-Ni-Al系塊體金屬玻璃成分設計和力學性能研究[D];大連理工大學;2013年

5 楊柏俊;鋁基塊體金屬玻璃及其納米復合材料的制備與性能研究[D];東北大學;2010年

6 朱春雷;基于共晶團簇式的[Fe，Co，Ni]-B-Si-（Ta，Nb）塊體金屬玻璃成分設計及其性能研究[D];大連理工大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 唐任宏;塊體金屬玻璃的連續(xù)成型及其超塑性變形行為研究[D];大連理工大學;2015年

2 邢祁;預形變對塊體金屬玻璃微觀結構及性能的影響[D];濟南大學;2015年

3 蔣松山;Nb添加對CuZrAl合金微觀組織及力學性能的影響[D];遼寧工業(yè)大學;2016年

4 孔超;鋯基塊體金屬玻璃的力學行為研究[D];鄭州大學;2009年

5 文靜;塊體金屬玻璃作為聚變堆第一鏡材料的表面特性研究[D];大連理工大學;2012年

6 白文風;塊體金屬玻璃的屈服準則及壓力依賴性分析[D];湘潭大學;2012年

7 孫琴;鎂基塊體金屬玻璃的塑性變形研究[D];江蘇大學;2005年

8 劉婧蓓;塊體金屬玻璃熱壓印中結構深寬比和晶化程度控制模型[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

9 黃本君;塊體金屬玻璃復合材料中塑性晶體相形態(tài)演化研究[D];南京理工大學;2007年

10 趙兵兵;Zr-Al-Co-Cu塊體金屬玻璃的形成和力學性能[D];大連理工大學;2011年

，

本文編號：2404007