【摘要】：由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能比如高強(qiáng)度高硬度,塊體非晶合金受到人們的廣泛關(guān)注。但是由于其塑性變形集中在局域化的剪切帶中,導(dǎo)致脆性斷裂很容易出現(xiàn),因此如何誘發(fā)多重剪切帶和抑制主剪切帶的迅速擴(kuò)展成為提高其室溫塑性重要手段。本課題通過超聲波焊接和冷壓等手段對塊體非晶合金進(jìn)行表面處理,可以有效的生成預(yù)制多重剪切帶,從而提高其室溫塑性。同時,針對其塑性變形機(jī)理進(jìn)行分析并解析了應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的鋸齒流變行為。首先,通過真空電弧吸鑄設(shè)備制備出Zr65Cu15Ni10Al10完全非晶合金板材,然后通過超聲波焊接機(jī)器對非晶板材進(jìn)行表面處理,從而在非晶合金板材表面引入均勻分布的表面缺陷,而表面缺陷附近可以產(chǎn)生預(yù)制剪切帶區(qū)域,最終導(dǎo)致Zr65Cu15Ni10Al10非晶合金板材的室溫壓縮塑性由6%提高至8%～10%。主要原因分析如下:(1)預(yù)制剪切帶區(qū)域的存在使樣品壓縮變形時更容易生成多重剪切帶,多重剪切帶的相互作用也會使主剪切帶的擴(kuò)展變的穩(wěn)定;(2)表面缺陷的產(chǎn)生還改善了樣品表面的應(yīng)力分布狀態(tài),使樣品室溫壓縮變形時剪切帶更容易穩(wěn)定傳播而不是迅速擴(kuò)展成裂紋。其次,通過真空電弧吸鑄設(shè)備制備出Zr56Co28A116和Zr65Cu15Nil0Al10非晶合金棒材,然后對其進(jìn)行冷壓處理促使其局部發(fā)生不均勻塑性變形,使得樣品的非晶基體內(nèi)產(chǎn)生預(yù)制剪切帶區(qū)域。冷壓后樣品在塑性變形過程中預(yù)制剪切帶更容易抑制主剪切帶的快速擴(kuò)展,同時誘發(fā)新的多重剪切帶的生成擴(kuò)展最終導(dǎo)致冷壓后的樣品比鑄態(tài)樣品的室溫壓縮塑性顯著提高,Zr56Co28A116的室溫壓縮塑性由6%提高到12%;Zr65Cu15Ni10Al10樣品的室溫壓縮塑性由11%提高至30%。通過鋸齒流變行為分析冷壓態(tài)與鑄態(tài)樣品的塑性變形過程,發(fā)現(xiàn)冷壓態(tài)的樣品剪切帶演變過程表現(xiàn)出更穩(wěn)定的鋸齒流變行為,這是由于冷壓后的非晶合金塑性變形過程中預(yù)制多重剪切帶和新生成多重剪切帶之間強(qiáng)烈的相互作用引起的,導(dǎo)致冷壓后的非晶合金在變形過程中具有更穩(wěn)定的剪切帶擴(kuò)展過程,因此表現(xiàn)出更好的室溫壓縮塑性,在室溫壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為更加穩(wěn)定的鋸齒流變行為。最后,針對具有不同泊松比非晶合金(如Zr56Co28Al16、Zr65Cu15Ni10Al10、Cu46Zr46A18、Fe48Cr15Mo14Y2C15B6)進(jìn)行冷壓處理,找到冷壓處理非晶合金的應(yīng)用范圍。發(fā)現(xiàn)具有大泊松比的Zr56Co28Al16、Zr65Cu15Ni10Al10和Cu46Zr46A18非晶合金棒材,在經(jīng)過冷壓處理后,均獲得了預(yù)制剪切帶,得到了較好的室溫塑性,但是具有低泊松比的非晶合金難以誘發(fā)預(yù)制剪切帶的生成,反而誘發(fā)大量裂紋,使得非晶合金在冷壓處理過程中就發(fā)生了斷裂。同時,針對具有相同且大泊松比的非晶合金來講,其冷壓后的室溫塑性提高的程度不同主要?dú)w因于其剪切模量的不同。在冷壓預(yù)處理過程中,具有低剪切模量的非晶合金更加容易誘發(fā)預(yù)制剪切帶的生成,從而使得冷壓后的樣品具有更高的室溫塑性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.8
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑金的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)原則設(shè)計(jì)出了邋Ｃａ－，Ｚｒ－，Ｍｇ－，Ｆｅ－，Ｃｕ－等眾多體系的非晶逡逑合金。圖１－１為不同體系的塊體非晶合金和它們被制備出來的時間。逡逑ＢＱ１邋邋邐邐邐邐邐邐邐ｎ逡逑，邐Ｓ邐Ｐ．逡逑百■邐＾邋ｍ逡逑｜邋７０？邐＇公邐晶一及！：尹：逡逑盡，邐２２邐＜邐0邐Ｉ邋－Ｉ逡逑0邋６０－邐0邐Ｕ邐２邐？邐巧卜逡逑Ｓ邋５０－邐ａ－邐ｉ邋４邐１邋Ｘ邐■；逡逑ｓ邋，邐＜邐？－邐＞．邐＝邐＊ｆ‘邐Ｕ邐＾邐ｗ邐＾邐：■邐■＝逡逑彐．ｐ邐夕邐＾邐ｊ邐ｉ邐Ｊ邐ｊ邐＆邐ｐ邐；逡逑｜邋３０－七邐一邐２邐Ｑ邐哼邐Ｕ邐產(chǎn)邐Ｚ：邐：■邋＇逡逑．三？邋＾邋ｉｍ邋－邐＾邐＾邐－６邋＾邐＇逡逑ｌ：＿ｌ邐Ｊ＿Ｈ逡逑１９９７邋２００３邋２００４邋２００４邋２００４邋２００５邋２００６邋２００？邋２００７邋２００９邋２０１１邋２０１２逡逑圖ｌ－ｉ不同基體的金屬塊體非晶合金和它們被制備出來的年份ｍ逡逑１．２非晶合金的原子結(jié)構(gòu)逡逑金屬非晶合金的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)金屬材料不同，研究非晶合金的原子結(jié)構(gòu)能夠提逡逑供一些制備新成分的塊體非晶合金的理論基礎(chǔ)。１９５９年，英國的Ｂｅｍａｌ？提出了逡逑無規(guī)則且密堆積的硬球結(jié)構(gòu)模型來揭示非晶合金的原子結(jié)構(gòu)，這種無規(guī)則的密堆逡逑積模型把非晶合金視為一種十分混亂的無序原子球密堆積在一起的結(jié)構(gòu)，他ｉ人為－逡逑非晶合金的原子間的排列由五種不同的多面體組成

使原子的空間排布非常緊密，具有很高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。隨后，馬恩［１在Ｍｉｒａｃｌｅ結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出了準(zhǔn)等同團(tuán)簇密堆積結(jié)構(gòu)模型；董闖［１４起提出了原子團(tuán)簇連接原子的模型，他們把非晶合金的結(jié)構(gòu)視為鏈接原團(tuán)簇兩個部分。逡逑前為止，人們已經(jīng)提出了很多種結(jié)構(gòu)模型來解釋非晶合金的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，非晶合金短程有序長程無序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，還沒有一種非常完善的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的揭示出非晶合金的具體原子結(jié)構(gòu)特征。目前的研究進(jìn)展揭示出塊晶合金具有以下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（１）塊體金屬非金合金的原子呈長程無序積；（２）由于非晶合金組元間的相互作用導(dǎo)致大量原子形成團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。合金內(nèi)部存在著原子團(tuán)簇致密堆積的“硬區(qū)”和類似于液體的“軟區(qū)”，⑷邐（ｂ）逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2713533