輕質(zhì)Ti-Be基非晶合金熱塑性成型性能和機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間：2021-08-30 18:18
非晶合金有著較好的室溫性能,擁有大的彈性極限和很高的斷裂強(qiáng)度,但其室溫塑性較差,因而無法采用傳統(tǒng)的室溫塑性加工工藝進(jìn)行加工成型,但是過冷液相區(qū)的存在使其在較高溫度下有著很強(qiáng)的熱塑性成型能力,有著較為優(yōu)秀的成型精度,利用非晶合金的此種性能在微納米件、微機(jī)電系統(tǒng)等方面極具前景。但是目前用于非晶合金熱塑性性能研究的多為貴金屬基（Pd基、Pt基、Au基）,限于其昂貴的價(jià)格,無法大規(guī)模應(yīng)用。鈦基非晶合金密度小,比強(qiáng)度高。近年來在眾多學(xué)者的研究下,研究了諸多大尺寸的Ti基非晶合金,極大的降低了鈦基非晶合金的制備難度,但是相較于Pd基、Pt基、Au基非晶合金的熱塑性成型性能研究,目前鈦基非晶合金熱塑性成型性能方面的研究較少,并且多集中于微米級(jí)別的研究,尤其是納米級(jí)別的研究尚未見報(bào)道,因此本研究選擇鈦基非晶合金為研究對(duì)象,開展了以下工作:首先對(duì)母合金Ti45Zr20Be35進(jìn)行成分設(shè)計(jì),形成Ti-Zr-Be-M合金系,包括母合金共17種合金成分。采用真空電弧熔煉銅模吸鑄制備鈦基非晶合金3mm棒狀樣品,借助X射線衍射儀,差式掃描量熱儀表征...
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
Miracle團(tuán)簇密堆模型
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文行加工，此特性也在一定程度上限制了非晶合金的應(yīng)用。然而，由于非傳統(tǒng)氧化物結(jié)構(gòu)類似，因此非晶合金在加熱過程中也存在玻璃轉(zhuǎn)變溫度溫度 Tx，和過冷液相區(qū)（supercooledliquidregion，SCLR，介于玻璃轉(zhuǎn)Tg，與晶化溫度 Tx之間），當(dāng)非晶合金溫度加熱到過冷液相區(qū)內(nèi)時(shí)，由于的粘度發(fā)生急劇降低，在外力的作用下，應(yīng)變速率敏感系數(shù)（m）接近 1增強(qiáng)，擁有較好的超塑性成型能力[25]。在較高的溫度和較低的應(yīng)變速率金可以在外力的作用下發(fā)生牛頓粘性流變[22]。由于非晶合金在過冷液工精度高，制備效率高，工藝簡(jiǎn)單方便，成本低。而非晶合金本身具有硬度等優(yōu)異的性能。因此眾多科學(xué)家，研究人員努力研究開發(fā)非晶合金成型，從而以此來拓寬此高性能新型材料的應(yīng)用范圍[26]。
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文的成功研制，非晶合金在其過冷液相區(qū)的超塑性得到越來越多學(xué)者的重視，并進(jìn)行了大量研究[27]。并出現(xiàn)了多種有關(guān)非晶合金熱塑性成型的加工工藝，例如熱壓縮，擠出成型，熱注塑，熱軋，吹塑等成型方式[28]。作為非晶合金成分設(shè)計(jì)的先驅(qū)，Inoue 組在非晶合金的熱塑性成型研究上也走在時(shí)代的前沿，是最早的一批研究者，研究了 Pd 基[29,30]，Zr 基[31-33]，La 基[34,35]等合金體系在其過冷液相區(qū)的熱塑性成型，獲得了大量的成果，并通過測(cè)試非晶合金的復(fù)制能力，提出了評(píng)定非晶合金熱塑性成型能力的方法。NiehTG 等人通過對(duì)塊體非晶合金 La55Al25Ni20超塑性變形進(jìn)行研究，其變形量最大可以達(dá)到 20000%[36]。如圖 1-2。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塑性微成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 單德彬,徐杰,王春舉,郭斌. 中國材料進(jìn)展. 2016(04)
[2]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華. 物理學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[3]塊體金屬玻璃[J]. 張博,Jan Schroers. 物理. 2013(02)
[4]基于MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 魏延誠,汪仁和,張杰. 煤炭工程. 2010(12)
[5]化學(xué)鍵參數(shù)和原子半徑差與BMG合金的GFA關(guān)系[J]. 蔡安輝,潘冶,孫國雄. 中國工程科學(xué). 2004(07)
博士論文
[1]Ti基塊體非晶及含Ti高熵塊體非晶合金制備與性能研究[D]. 趙少凡.清華大學(xué) 2015
[2]塊體非晶合金過冷液體流變動(dòng)力學(xué)行為研究[D]. 張猛.華中科技大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3373273
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
Miracle團(tuán)簇密堆模型
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文行加工，此特性也在一定程度上限制了非晶合金的應(yīng)用。然而，由于非傳統(tǒng)氧化物結(jié)構(gòu)類似，因此非晶合金在加熱過程中也存在玻璃轉(zhuǎn)變溫度溫度 Tx，和過冷液相區(qū)（supercooledliquidregion，SCLR，介于玻璃轉(zhuǎn)Tg，與晶化溫度 Tx之間），當(dāng)非晶合金溫度加熱到過冷液相區(qū)內(nèi)時(shí)，由于的粘度發(fā)生急劇降低，在外力的作用下，應(yīng)變速率敏感系數(shù)（m）接近 1增強(qiáng)，擁有較好的超塑性成型能力[25]。在較高的溫度和較低的應(yīng)變速率金可以在外力的作用下發(fā)生牛頓粘性流變[22]。由于非晶合金在過冷液工精度高，制備效率高，工藝簡(jiǎn)單方便，成本低。而非晶合金本身具有硬度等優(yōu)異的性能。因此眾多科學(xué)家，研究人員努力研究開發(fā)非晶合金成型，從而以此來拓寬此高性能新型材料的應(yīng)用范圍[26]。
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文的成功研制，非晶合金在其過冷液相區(qū)的超塑性得到越來越多學(xué)者的重視，并進(jìn)行了大量研究[27]。并出現(xiàn)了多種有關(guān)非晶合金熱塑性成型的加工工藝，例如熱壓縮，擠出成型，熱注塑，熱軋，吹塑等成型方式[28]。作為非晶合金成分設(shè)計(jì)的先驅(qū)，Inoue 組在非晶合金的熱塑性成型研究上也走在時(shí)代的前沿，是最早的一批研究者，研究了 Pd 基[29,30]，Zr 基[31-33]，La 基[34,35]等合金體系在其過冷液相區(qū)的熱塑性成型，獲得了大量的成果，并通過測(cè)試非晶合金的復(fù)制能力，提出了評(píng)定非晶合金熱塑性成型能力的方法。NiehTG 等人通過對(duì)塊體非晶合金 La55Al25Ni20超塑性變形進(jìn)行研究，其變形量最大可以達(dá)到 20000%[36]。如圖 1-2。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塑性微成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 單德彬,徐杰,王春舉,郭斌. 中國材料進(jìn)展. 2016(04)
[2]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華. 物理學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[3]塊體金屬玻璃[J]. 張博,Jan Schroers. 物理. 2013(02)
[4]基于MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 魏延誠,汪仁和,張杰. 煤炭工程. 2010(12)
[5]化學(xué)鍵參數(shù)和原子半徑差與BMG合金的GFA關(guān)系[J]. 蔡安輝,潘冶,孫國雄. 中國工程科學(xué). 2004(07)
博士論文
[1]Ti基塊體非晶及含Ti高熵塊體非晶合金制備與性能研究[D]. 趙少凡.清華大學(xué) 2015
[2]塊體非晶合金過冷液體流變動(dòng)力學(xué)行為研究[D]. 張猛.華中科技大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3373273
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