本文關(guān)鍵詞：銅基非晶在過(guò)冷液相區(qū)的變形行為研究

  更多相關(guān)文章： 銅基非晶合金 超塑性 力學(xué)性能 高溫壓縮性能 稀土元素

【摘要】：半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),科學(xué)研究者們?cè)诓牧系某苄詸C(jī)理、冶金學(xué)、力學(xué)特性和應(yīng)用技術(shù)等方面開(kāi)展了廣泛的研究。超塑性研究從觀(guān)察某些金屬及合金的超塑性現(xiàn)象開(kāi)始,進(jìn)而深入研究其力學(xué)性能和變形機(jī)理,直到應(yīng)用研究,已走過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的21世紀(jì),超塑性的研究是否還有生命力,超塑性理論研究如何深入、應(yīng)用前景如何,是超塑性研究者們及其它材料工作者密切關(guān)注的問(wèn)題。本文制備了代表性的銅基非晶,探究其在過(guò)冷液相區(qū)的變形行為是否具有超塑性,并探究影響超塑性的因素,如變形溫度、變形速率。在此基礎(chǔ)上,研究第四組元Y對(duì)非晶合金力學(xué)性能的影響,尤其是對(duì)超塑性的影響。取得以下研究結(jié)果：通過(guò)銅模吸鑄法成功制備Cu-Zr-Al非晶,其中Cu45Zr47Al8的綜合力學(xué)性能、玻璃形成能力較好,樣品雜質(zhì)少,表明該合金成分適合作為研究過(guò)冷液相區(qū)變形行為研究的樣品。對(duì)Cu45Zr47Al8和(Cu45Zr47Al8)98Y2的棒材進(jìn)行XRD檢測(cè)和金相分析,發(fā)現(xiàn)為完全非晶,非晶形成能力均良好,且(Cu45Zr47Al8)98Y2更穩(wěn)定。進(jìn)行DSC熱分析,發(fā)現(xiàn)加入Y元素能有效增寬過(guò)冷液相區(qū),但高溫下晶化孕育時(shí)間短。對(duì)Cu45Zr47Al8合金進(jìn)行高溫壓縮實(shí)驗(yàn)中,溫度在Tg與Tx之間時(shí)變形起始會(huì)發(fā)生應(yīng)力過(guò)沖,隨后應(yīng)變會(huì)隨著應(yīng)力緩慢增加,并非牛頓流體形變,具有良好超塑性。溫度在較高尤其是在480℃與490℃,材料在壓縮過(guò)程中應(yīng)力過(guò)沖現(xiàn)象不明顯,發(fā)生均勻的牛頓流體變形,且在極低的應(yīng)力下發(fā)生極大的形變,說(shuō)明在該溫度下,材料具有良好的超塑性。Cu45Zr47Al8合金在低加載速率(5×104s-1和1×10-3s1)的壓縮實(shí)驗(yàn)中,隨加溫度增加,試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)均表現(xiàn)出由彈性變形直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)變形,甚至應(yīng)力過(guò)沖現(xiàn)象消失,試樣均展現(xiàn)出超塑性。在高加載速率(5×10-3s-1和1×10-2s-1)下,脆性斷裂的試樣并沒(méi)有展現(xiàn)超塑性,隨溫度升高試樣在變形起始階段伴隨有應(yīng)力過(guò)沖現(xiàn)象的出現(xiàn),隨后表現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)變形行為,展現(xiàn)出超塑性。加入Y元素后,(Cu45Zr47Al8)98Y2的超塑性現(xiàn)象基本與Cu45Zr47Al8相似,但(Cu45Zr47Al8)98Y2應(yīng)力過(guò)沖現(xiàn)象出現(xiàn)較早,達(dá)到相同形變量所需應(yīng)力相對(duì)較低,超塑性更好。
【關(guān)鍵詞】：銅基非晶合金 超塑性 力學(xué)性能 高溫壓縮性能 稀土元素
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 非晶合金的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.1.1 非晶合金的特性及應(yīng)用前景9-11
• 1.1.2 非晶合金的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.1.3 銅基非晶合金的研究背景12-14
• 1.2 非晶合金的成型與加工14-19
• 1.2.1 非晶合金的主要成型與加工方法14-16
• 1.2.2 非晶合金的超塑性16-17
• 1.2.3 超塑性在材料成型與加工中的應(yīng)用17-19
• 1.3 本文研究目的及主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 研究方案及實(shí)驗(yàn)方法20-29
• 2.1 研究方案20-22
• 2.1.1 研究對(duì)象的選取20-21
• 2.1.2 銅基非晶合金過(guò)冷液相區(qū)的確定21
• 2.1.3 研究溫度對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響21
• 2.1.4 研究加載速率對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法22-29
• 2.2.1 試樣的制備22-24
• 2.2.2 試樣的組織結(jié)構(gòu)分析24-25
• 2.2.3 銅基非晶合金過(guò)冷液相區(qū)的測(cè)試25-26
• 2.2.4 常溫力學(xué)性能測(cè)試26
• 2.2.5 過(guò)冷液相區(qū)變形行為測(cè)試26-27
• 2.2.6 超塑性判據(jù)27-29
• 3 銅基非晶合金的結(jié)構(gòu)、性能與過(guò)冷液相區(qū)29-37
• 3.1 試樣的組織結(jié)構(gòu)與室溫力學(xué)性能29-33
• 3.1.1 Cu_(92-x)Zr_xAl_8(x=46,47,48,49)的對(duì)比XRD分析29-30
• 3.1.2 維氏硬度測(cè)試30-31
• 3.1.3 合金壓縮性能分析31-32
• 3.1.4 Cu_(45)Zr_(47)A1_8與(Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2的XRD比較分析32-33
• 3.1.5 金相組織33
• 3.2 銅基非晶合金過(guò)冷液相區(qū)33-36
• 3.2.1 差式掃描量熱分析(DSC曲線(xiàn)分析)33-35
• 3.2.2 時(shí)間-溫度-轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)(T-T-T曲線(xiàn))35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 溫度對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響37-48
• 4.1 不同溫度下應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)分析37-41
• 4.1.1 加載速率為5×10~(-4)s~(-1)時(shí)Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結(jié)果分析37-38
• 4.1.2 加載速率為1×10~(-3)s~(-1)時(shí)Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結(jié)果分析38
• 4.1.3 加載速率為5×10~(-3)s~(-1)時(shí)Cu_(45)Zr_(47)Al8不同溫度下的熱壓縮結(jié)果分析38-39
• 4.1.4 加載速率為1×10~(-2)s~(-1)時(shí)Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結(jié)果分析39
• 4.1.5 Cu_(45)Zr_(47)Al_8和(Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2的壓縮曲線(xiàn)對(duì)比分析39-41
• 4.2 不同溫度變形后試樣的組織分析41-46
• 4.2.1 熱壓后樣品的XRD衍射譜41-43
• 4.2.2 透射分析43-46
• 4.3 溫度對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響規(guī)律46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 加載速率對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響48-57
• 5.1 不同加載速率應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)分析48-52
• 5.1.1 Cu_(45)Zr_(47)Al_8同加載速率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)48-50
• 5.1.2 (Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2同加載速率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)50-51
• 5.1.3 Cu_(45)Zr_(47)Al_8和(Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2的壓縮曲線(xiàn)對(duì)比分析51-52
• 5.2 加載速率對(duì)變形后試樣組織的影響52-55
• 5.2.1 熱壓后樣品的XRD衍射譜52
• 5.2.2 m值的計(jì)算52-53
• 5.2.3 合金斷口掃描分析53-55
• 5.3 加載速率對(duì)銅基非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)變形行為的影響規(guī)律55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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2 李旭紅，劉興秋，劉慶，，姚枚;溫軋態(tài)Al─8Mg─0．2Zr合金超塑變形過(guò)程中力學(xué)行為和微觀(guān)組織相關(guān)性研究[J];材料研究學(xué)報(bào);1995年01期

3 沈軍,王剛,孫劍飛,陳德民,邢大偉,周彼德;Zr基塊體非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)的超塑性流變行為[J];金屬學(xué)報(bào);2004年05期

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5 孫淵;袁子洲;王劍;張香云;;Al對(duì)Cu-Zr-Ti基塊體非晶合金力學(xué)性能的影響[J];特種鑄造及有色合金;2013年01期

6 王棟;廖廣蘭;潘杰;彭平;柳林;史鐵林;;基于硅模具的Zr基非晶合金微成形工藝研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2010年02期

本文編號(hào)：849559