【摘要】：Zr基非晶合金具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性極限以及抗腐蝕耐磨損等優(yōu)異性能,但是它在常溫下塑性較差并且難以成形加工,這成為阻礙其作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。Zr基非晶合金雖然室溫塑性較差,但其在過冷液相區(qū)具有良好的超塑性變形能力。基于這個(gè)特性,本文通過變形溫度和應(yīng)變速率兩個(gè)主要影響超塑性變形的重要因素,研究了Zr_(42.1)Ti_(12.9)Cu_(11.5)Ni_(10.2)Be_(23.3)(Vit1)和Zr_(30.2)Ti_(32.9)2.9 Cu_9Ni_(5.3)Be_(22.6)(ZT3)非晶合金在各自過冷液相區(qū)的超塑性變形行為,并對(duì)變形后的非晶合金進(jìn)行了XRD、SEM、宏觀斷裂、微觀形貌、力學(xué)性能和晶化機(jī)理的分析研究。實(shí)驗(yàn)表明,Vit1和ZT3兩種非晶合金在過冷液相區(qū)內(nèi)可以進(jìn)行效果優(yōu)異的超塑性變形,只要施加較小的壓力就足以獲得明顯的變形。通過DSC分別確定Vit1和ZT3玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間為365-417℃和338-382℃,再通過等溫晶化實(shí)驗(yàn)確定大致的晶化所需時(shí)間,從而進(jìn)一步確定超塑性變形過程所需的溫度區(qū)間和測試時(shí)長。恰當(dāng)?shù)膽?yīng)變速率為5×10~-44 s~(-1)-1×10~-22 s~(-1),應(yīng)變速率太快就會(huì)引發(fā)試樣斷裂,反之因?yàn)榧訜釙r(shí)間過長,試樣容易晶化。兩種非晶合金在過冷液相區(qū)內(nèi)的超塑形變形行為與變形溫度和應(yīng)變速率有很大的因果關(guān)系。高溫和低應(yīng)變速率時(shí),非晶合金為牛頓流變,最大應(yīng)力值和流變應(yīng)力都比較低,反之,非晶合金由牛頓流變向非牛頓流變轉(zhuǎn)變,最大應(yīng)力值和流變應(yīng)力都比較高。通過Vit1和ZT3在有差異的變形溫度和應(yīng)變速率條件下的測試獲得:(1)在恒定應(yīng)變速率不同溫度下的超塑性變形,隨著變形溫度的升高,非晶合金的最大應(yīng)力值和流變應(yīng)力相應(yīng)降低。(2)在恒定溫度不同應(yīng)變速率下的超塑性變形,隨著應(yīng)變速率的降低,非晶合金的最大應(yīng)力值和流變應(yīng)力相應(yīng)降低。通過XRD對(duì)經(jīng)歷不同變形過程的非晶合金進(jìn)行了探討:超塑性成形后的樣品大致上仍為非晶結(jié)構(gòu),晶化現(xiàn)象不明顯。超塑性變形后的試樣硬度值升高,與合金晶化有關(guān)。與Vit1相比,ZT3有少量晶化現(xiàn)象,在超塑性實(shí)驗(yàn)中,ZT3試樣發(fā)生了多次斷裂現(xiàn)象,而且通過后期硬度測試時(shí)也能發(fā)現(xiàn)超塑性變形后ZT3樣品明顯比Vit1樣品脆性更高,更易斷裂。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG139.8
【圖文】：

基非晶合金進(jìn)行了重新實(shí)驗(yàn)，憑借用銅代替鎳的手段制備得到了合金[24, 25]，也是現(xiàn)階段為止玻璃形成能力最突出的非晶合金。2n 帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)[26]憑借原位內(nèi)生的手段獲得了一種性能優(yōu)異的 Zr 基非將這種非晶合金的塑形提高了很多，對(duì)于攻克非晶合金的的室溫一大步。國內(nèi)也對(duì)非晶合金進(jìn)行了非常多的探索和研究，哈工大的沈軍帶發(fā)將 Fe 基非晶的棒材尺寸增加到 16 mm[27]。Ma 通過實(shí)驗(yàn)得到了晶棒材尺寸能達(dá)到 25 mm[28]。2010 年，中科院金屬所張海峰教授有很強(qiáng)非晶形成能力的 Zr 基非晶合金[29]，非晶棒材尺寸能達(dá)到 5ZT3，一方面大大縮短了國內(nèi)非晶發(fā)展同世界非晶發(fā)展的距離，更晶合金在工程上的實(shí)際應(yīng)用的推進(jìn)。喬君威帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在非晶復(fù)合的研究并對(duì)其變形機(jī)理進(jìn)行了分析，為非晶復(fù)合材料的發(fā)展做出 1-1 是各種大塊非晶合金體系的臨界鑄造厚度與其發(fā)現(xiàn)年份的關(guān)系

第 2 章 實(shí)驗(yàn)方法于一定的載荷下進(jìn)行變形，并控制加載速度，從而得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線過澆鑄手段得到所需的 3 非晶棒，并通過線切割獲得本實(shí)驗(yàn)需要的長 的壓縮試樣，具體為長 6 mm，直徑為 3 mm，用固定卡具將試樣固定用砂紙進(jìn)行打磨處理，將兩頭的線切割痕跡以及氧化層處理掉并進(jìn)行理，打磨過程中要控制好力度，保證圓柱體兩邊平行。制好試樣后利和計(jì)算機(jī)測試軟件，得到相關(guān)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的性以及可重復(fù)性，每一個(gè)組分的合金選擇 3 個(gè)樣品進(jìn)行重復(fù)測試。

第 3 章 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5和 Zr30.2Ti32.9Cu9Ni5.3Be22.6的熱物性參數(shù)和常溫壓縮實(shí)驗(yàn)第3章 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5和Zr30.2Ti32.9Cu9Ni5.3Be22的熱物性參數(shù)和常溫壓縮實(shí)驗(yàn)3.1 非晶合金的塑性變形不同類型塑性變形是不可逆的和跟隨時(shí)間變化的，非晶合金的塑性變形可以分為均勻變形和非均勻變形。如圖 3-1 所示，非均勻變形往往會(huì)發(fā)生在應(yīng)變速率比較高的時(shí)候和低于玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度區(qū)間里。變形過程里生成的寬度達(dá)到 20 至 30 nm 剪切帶會(huì)導(dǎo)致晶化現(xiàn)象的出現(xiàn)[72]以及出現(xiàn)熔融現(xiàn)象[73]。對(duì)于非晶合金在過冷液相區(qū)的超塑性變形，很多學(xué)者都提出了不同的研究結(jié)論，現(xiàn)在還沒有取得統(tǒng)一的觀點(diǎn)。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李桂紅,宗士增,邱亞峰,吳輝文;亞共析20CrMnTiA鋼的超塑性研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年04期

2 王高潮,劉振華,熊洪淼,孫俊明,劉新宇;Ti-15-3合金超塑性拉伸變形過程的計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制[J];江西科學(xué);1997年04期

3 馬濟(jì)民;;兩相鈦合金超塑性變形機(jī)理的研究[J];航空材料;1986年02期

4 馬濟(jì)民;兩相鈦合金超塑性變形機(jī)理的研究[J];航空材料;1986年02期

5 陳浦泉;趙敏;;Mg-5.26Zn-0.45Zr合金超塑性變形的力學(xué)特性及顯微組織的研究[J];金屬科學(xué)與工藝;1987年03期

6 陳浦泉;金濤;;鈹青銅(QBe2)超塑性的研究[J];電子工藝技術(shù);1987年04期

7 王富恥;張吉人;王仲仁;;5CrMnMo鋼模具型腔超塑性擠壓成形的研究[J];新技術(shù)新工藝;1987年04期

8 楊金鳳;邵元智;;超硬鋁LC9合金的超塑性研究[J];金屬科學(xué)與工藝;1987年02期

9 陳浦泉;趙敏;;鎂合金超塑性變形的復(fù)合機(jī)制[J];金屬學(xué)報(bào);1987年04期

10 松尾守;王戈;;超塑性鋁合金在飛機(jī)上的應(yīng)用[J];輕金屬;1987年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 顧義斌;梁繼業(yè);何廣忠;楊超;王國峰;;軌道交通用國產(chǎn)供貨態(tài)5083鋁合金超塑性研究[A];創(chuàng)新塑性加工技術(shù)，推動(dòng)智能制造發(fā)展——第十五屆全國塑性工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨第七屆全球華人塑性加工技術(shù)交流會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2017年

2 宋美娟;汪凌云;;鎂合金超塑性與損傷研究的現(xiàn)狀及展望[A];全國第十二屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

3 于秋穎;董建新;姚志浩;張盼達(dá);;難變形GH4720Li合金超塑性變形行為研究[A];第十三屆中國高溫合金年會(huì)摘要文集[C];2015年

4 張?jiān)姴?宗欽;;高應(yīng)變速率超塑性變形理論的研究進(jìn)展[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)暨《材料導(dǎo)報(bào)》編委會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

5 趙子博;葛敬魯;陳志勇;王清江;劉建榮;;Ti-55鈦合金板材的超塑性變形行為[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

6 李釗;王濤;付書紅;張勇;;GH4720Li合金超塑性變形及斷裂行為研究[A];第十三屆中國高溫合金年會(huì)論文集[C];2015年

7 李釗;王濤;付書紅;張勇;趙宇新;;GH4720Li合金超塑性變形及斷裂行為研究[A];第十三屆中國高溫合金年會(huì)摘要文集[C];2015年

8 張寧;王耀奇;李志強(qiáng);侯紅亮;;7B04鋁合金高溫變形性能研究[A];第八屆中國航空學(xué)會(huì)青年科技論壇論文集[C];2018年

9 王新;盧斌;王娟華;王儉;王紅武;陳永輝;;退火態(tài)Ti_2AlNb合金板材的超塑性變形行為[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

10 張保良;魏錚;黃月瓏;;碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料超塑性若干問題探討[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1995年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 羅曄;超塑性中錳鋼的研究進(jìn)展[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王文;攪拌摩擦加工鎂合金微觀組織與力學(xué)性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

2 索忠林;金屬塑性與超塑性拉伸失穩(wěn)及其力學(xué)解析[D];吉林大學(xué);2006年

3 金泉林;金屬細(xì)晶超塑本構(gòu)方程及應(yīng)用[D];清華大學(xué);1991年

4 劉志義;鋁鋰合金電致高速超塑性[D];東北大學(xué);1993年

5 羅應(yīng)兵;輕合金超塑性變形機(jī)理與成形工藝研究[D];上海交通大學(xué);2007年

6 管志平;超塑性拉伸變形定量力學(xué)解析[D];吉林大學(xué);2008年

7 唐淳;高溫及外場作用下碳納米管大變形物理力學(xué)問題研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

8 于照鵬;軋制超塑性Mg-9Al-1Zn-0.4Sn鎂合金組織演化與變形機(jī)制[D];吉林大學(xué);2017年

9 祖宇飛;TiO_2摻雜Al_2O_3-ZrO_2復(fù)相陶瓷燒結(jié)及超塑變形研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 劉旭賀;超輕超塑性鎂鋰合金的制備及性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉文超;Zr基大塊非晶合金在過冷液相區(qū)的超塑性變形研究[D];燕山大學(xué);2018年

2 周碧晉;鎂鋰合金超塑性研究[D];東北大學(xué);2015年

3 尹斌;鋁合金超塑性及導(dǎo)電性能研究[D];東北大學(xué);2015年

4 張恩波;鎂-鋁-鋅系鎂合金的細(xì)晶軋制工藝及高溫超塑性變形行為[D];吉林大學(xué);2015年

5 李悅;粗晶Ti40阻燃鈦合金超塑性變形行為及組織協(xié)調(diào)機(jī)制研究[D];長安大學(xué);2018年

6 毛瑞鵬;Ti基塊體非晶復(fù)合材料的腐蝕、力學(xué)與超塑性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2018年

7 江訓(xùn)焱;氫熱處理對(duì)鈦合金激光焊接頭超塑性變形均勻性的影響[D];南昌航空大學(xué);2018年

8 楊裕泉;擠壓態(tài)AZ91鎂合金恒溫超塑性壓縮及超塑性焊接研究[D];太原理工大學(xué);2018年

9 溫學(xué);鋁鋅鎂銅合金超塑性及空洞行為的研究[D];東北大學(xué);2015年

10 徐遠(yuǎn)剛;TB8鈦合金形變誘導(dǎo)超塑性成形技術(shù)研究[D];南昌航空大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2793028