鎳基非晶合金因其具有較高的熱穩(wěn)定性,良好的力學(xué)性能,優(yōu)異的耐腐蝕性而備受關(guān)注。進(jìn)一步提高其熱穩(wěn)定性、非晶形成能力以及性能是近年研究的熱點(diǎn)之一。本文以Ni60Nb15Zr15Ti10非晶合金為基礎(chǔ),研究Sn、Al、Co、Ta、Er的微量添加對(duì)鎳基非晶合金玻璃形成能力,熱穩(wěn)定性以及力學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)上,研究等溫退火處理,深冷處理以及球磨處理對(duì)Ni60Nb15Zr15Ti10和(Ni60Nb15Zr15Ti10)98Co2非晶合金結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性能以及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:在Ni60Nb15Zr15Ti10非晶合金中添加2at.%的Sn、Co元素使Trg、γ、ATx、KH增大,提高了非晶形成能力及熱穩(wěn)定性。其中Co元素的添加使非晶合金的ATx達(dá)64K;合金元素含量增至4at.%時(shí),含Al、Co元素的非晶合金的Trg、γ增大,說(shuō)明非晶形成能力提高,而其他合金體系非晶形成能力下降。微量元素的添加能有效提高非晶合金力學(xué)性能。添加Sn、Co、Er元素提高了非晶合金的顯微硬度;Co的添加使非晶條帶的抗拉強(qiáng)度達(dá)最大;微型杯突實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行П碚鞣蔷l帶的塑性,非晶條帶塑性按從大到小排序?yàn)?(Ni60Nb15Zr15Ti10)98A12(Ni60Nb 1 5Zr 1 5Ti 1 0)98CO2Ni60Nb 1 5Zr1 5Ti 1 0(Ni60Nb 1 5Zr 1 5Ti 10)98Ta2。非晶合金在低于Tg的溫度下等溫退火,Ni60Nb15Zr15Ti10)非晶合金隨退火時(shí)間的增加Tg、Tx減小,但ATx增大。(Ni60Nb15Zr15Ti10)98CO2非晶合金退火后的Tx減小、Tg增大、使ΔTx減小;在Tg以上10K左右等溫退火,兩種非晶合金的熱穩(wěn)定性顯著下降,退火60min非晶條帶可能出現(xiàn)了納米晶導(dǎo)致晶化焓明顯減小;非晶條帶隨低溫弛豫退火時(shí)間的延長(zhǎng),最大載荷和塑性顯著下降。經(jīng)深冷處理后,Ni60Nb15Zr15Ti10和(Ni60Nb15Zr15Ti10)98CO2 非晶合金的 ATx、ΔHx 先增大后減小;微型杯突實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,深冷處理提高了非晶的塑性,但達(dá)峰值后塑性降低。球磨處理能提高非晶過冷液相區(qū)寬度。Ni60Nb15Zr15Ti10)非晶條帶球磨2h后ΔTx由56K增至71K。(Ni60Nb15Zr15Ti10)98C02非晶條帶球磨4h后ATx由64K增至93K。但繼續(xù)球磨 Ni60Nb15Zr15Ti10 和(Ni60Nb15Zr15Ti10))98Co2 非晶條帶分別出現(xiàn) Ni10Zr7 和 NiTi 析出相。自由體積也隨球磨時(shí)間的增加先增后減,間接反映了剪切帶密度先增加后減少。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG139.8;TG156
【部分圖文】：

和方法同薄鋼板杯突試驗(yàn)頗為相似，都是在外力作用下，鋼球或球狀沖頭對(duì)夾緊于規(guī)定??壓模中的薄試樣施加一定壓力，薄試樣發(fā)生彎曲變形、形成杯突、環(huán)狀頸縮繼而產(chǎn)生破??裂這一系列過程。微型杯突試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置如圖２．１所示。該裝置的關(guān)鍵部分是微型薄??片試樣周邊被壓緊而中心區(qū)域加載。整個(gè)裝置由凸模、凹模、夾緊裝置、鋼球、壓桿等??組成。為了使試樣在變形時(shí)不受到凹模內(nèi)壁摩擦力的影響，凹模的內(nèi)徑應(yīng)大于凸模的內(nèi)??徑和兩倍試樣的厚度之和。在試驗(yàn)機(jī)上通過小壓桿以一定的速度對(duì)薄試樣進(jìn)行加載直至??破裂，記錄載荷－撓度曲線來(lái)分析材料的各項(xiàng)力學(xué)性能參數(shù)。??微型杯突實(shí)驗(yàn)己在復(fù)合材料、合金鋼和無(wú)機(jī)材料的塑性、初性、斷裂強(qiáng)度等方面的??表征取得一定進(jìn)展。而非晶合金在常規(guī)的室溫拉伸，壓縮試驗(yàn)方法不易體現(xiàn)出塑性。微??型杯突實(shí)驗(yàn)正好彌補(bǔ)上述不利之處。同時(shí)，小尺寸薄試樣也有利于降低實(shí)驗(yàn)成本。??本實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咧饕叽绺鶕?jù)文獻(xiàn)［９５］選定。其中，鋼球直徑為３ｍｍ，凸模內(nèi)徑為３．１ｍｍ??凹模內(nèi)徑為４ｍｍ。選用的試樣為６＞＜６＞＜〇．〇８ｍｍ的鏡基非晶條帶，加載速率為０．２ｍｍ／ｍｉｎ。??｜?Ｌｏａｄ??ＰＩ??Ｐｕｎｃｈｅｒ??圖２．１微型杯突實(shí)驗(yàn)裝置圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｍａｌｌ?ｐｕｎｃｈ?ｔｅｓｔ

圖３．１鎳基非晶的（ａ）母合金錠和（ｂ）寬度為６ｍｍ的條帶樣品的外觀形貌??Ｆｉｇ．３．１?Ｔｈｅ?ｏｕｔｅｒ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｎｉ－ｂａｓｅｄ?ａｌｌｏｙｓ?（ａ）?ｉｎｇｏｔ?ａｎｄ?（ｂ）?ｒｉｂｂｏｎ?ｗｉｔｈ?６ｍｍ?ｗｉｄｅ．??圖３．１?（ａ）為采用電弧熔煉制備的鎳基非晶合金鑄錠，（ｂ）為母合金錠經(jīng)單輥旋??淬法制備得到的厚度為８０Ｍｍ，寬度為６ｍｍ的非晶條帶。從圖中可以看出，鎳基非晶??的母合金鑄錠和條帶均呈現(xiàn)金屬光澤，說(shuō)明在制備過程中未發(fā)生氧化。??１７??

圖３？２為Ｎｉ６ｏＮｂ１５Ｚｒｌ５ＴｉＩＯ和（Ｎｉ６０Ｎｂｌ５Ｚｒ?
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