【摘要】：非晶合金是由合金熔體快速冷卻,在極短時間內(nèi)凝固避免發(fā)生結(jié)晶而形成的兼有金屬和玻璃特性的新型材料。其內(nèi)部呈現(xiàn)長程無序短程有序的特殊原子排列,該獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其具備較傳統(tǒng)晶態(tài)合金更優(yōu)異的機(jī)械性能以及物理、化學(xué)性能。例如超高強(qiáng)度、硬度、大彈性極限、低彈性模量、出色的耐腐蝕性以及耐磨性等,且這些性能均不存在方向性,使非晶合金在精密機(jī)械、航空航天、武器制造以及生物醫(yī)學(xué)材料等方面均具有良好的應(yīng)用前景。但同時這些優(yōu)良性能也使非晶合金成形加工非常困難,嚴(yán)重阻礙其在工程領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。通過利用非晶合金在過冷液相區(qū)間內(nèi)具備優(yōu)良變形能力的特征,對其設(shè)計適當(dāng)?shù)淖冃喂に?可以使其發(fā)生超塑性變形,實(shí)現(xiàn)精密成形,能夠完美解決非晶合金機(jī)械加工困難的問題。Cu基非晶合金較其他已被開發(fā)出的非晶合金體系,具有更低的生產(chǎn)成本和較寬的過冷液相區(qū)間(即可加工溫度范圍較大),還具有優(yōu)異的機(jī)械性能以及較大的臨界尺寸,具有更高的商業(yè)應(yīng)用價值。本文利用銅模鑄造法制備了φ3mm~12mm等不同直徑的Cu_(47)Zr_(45)Al_8、(Cu_(47)Zr_(45)Al_8)_(98.5)Y_(1.5)和Cu_(45)Zr_(43)Al_4Ag_8非晶合金棒材,并對其熱物性參數(shù)和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了測定。隨后分別研究了變形溫度、壓力和時間等工藝參數(shù)對Cu_(47)Zr_(45)Al_8和(Cu_(47)Zr_(45)Al_8)_(98.5)Y_(1.5)塊體非晶合金在其過冷液相區(qū)內(nèi)超塑性變形行為以及變形后熱壓樣品性能的影響規(guī)律,通過對比分析確立適合Cu基Cu-Zr-Al非晶合金的超塑性變形工藝。并利用此工藝對具有較高密度的Cu_(45)Zr_(43)Al_4Ag_8塊體非晶合金進(jìn)行超塑性變形,制備非晶合金錐形罩。主要得出以下結(jié)論:在Cu基Cu-Zr-Al塊體非晶合金的過冷液相區(qū)內(nèi),其他條件相同的情況下,升高變形溫度或者增大變形應(yīng)力,試樣的應(yīng)變速率將會顯著提高,但同時也會促使熱壓樣品出現(xiàn)晶化現(xiàn)象,導(dǎo)致樣品硬度上升,且樣品晶化越嚴(yán)重,硬度值增加越多。在其過冷液相區(qū)的中高部變形溫度下降低變形應(yīng)力,可有效減小非晶熱壓樣品的晶化程度。Cu基Cu-Zr-Al塊體非晶合金在其過冷液相區(qū)間內(nèi)高于T_g溫度20℃以內(nèi)的較低溫度進(jìn)行超塑性變形時,非晶樣品較為穩(wěn)定不易晶化,可選用較大變形應(yīng)力以提高變形速率;在其過冷液相區(qū)內(nèi)的中部溫度附近進(jìn)行超塑性變形時,變形速率較快,但較易產(chǎn)生晶化,可以選用較小的變形應(yīng)力以避免熱壓樣品產(chǎn)生晶化;在其過冷液相區(qū)間的較高溫度變形時,雖然變形速率快,但樣品很短時間內(nèi)就會發(fā)生晶化,不建議采用。即Cu基Cu-Zr-Al塊體非晶合金的最佳變形工藝為:過冷液相區(qū)內(nèi)低變形溫度、大變形應(yīng)力;中部變形溫度、小變形應(yīng)力。在470℃對Cu_(45)Zr_(43)Al_4Ag_8非晶試樣施加200~400MPa變形應(yīng)力可制備表面質(zhì)量優(yōu)良,具有非晶合金獨(dú)特光澤性,并且不存在裂紋、氣孔及褶皺疊層等缺陷的非晶合金錐形罩。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2741380