本文關鍵詞：銅基非晶在過冷液相區(qū)的變形行為研究

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【摘要】：半個多世紀以來,科學研究者們在材料的超塑性機理、冶金學、力學特性和應用技術等方面開展了廣泛的研究。超塑性研究從觀察某些金屬及合金的超塑性現象開始,進而深入研究其力學性能和變形機理,直到應用研究,已走過了漫長的歲月。在現代科學技術飛速發(fā)展的21世紀,超塑性的研究是否還有生命力,超塑性理論研究如何深入、應用前景如何,是超塑性研究者們及其它材料工作者密切關注的問題。本文制備了代表性的銅基非晶,探究其在過冷液相區(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。在此基礎上,研究第四組元Y對非晶合金力學性能的影響,尤其是對超塑性的影響。取得以下研究結果：通過銅模吸鑄法成功制備Cu-Zr-Al非晶,其中Cu45Zr47Al8的綜合力學性能、玻璃形成能力較好,樣品雜質少,表明該合金成分適合作為研究過冷液相區(qū)變形行為研究的樣品。對Cu45Zr47Al8和(Cu45Zr47Al8)98Y2的棒材進行XRD檢測和金相分析,發(fā)現為完全非晶,非晶形成能力均良好,且(Cu45Zr47Al8)98Y2更穩(wěn)定。進行DSC熱分析,發(fā)現加入Y元素能有效增寬過冷液相區(qū),但高溫下晶化孕育時間短。對Cu45Zr47Al8合金進行高溫壓縮實驗中,溫度在Tg與Tx之間時變形起始會發(fā)生應力過沖,隨后應變會隨著應力緩慢增加,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℃,材料在壓縮過程中應力過沖現象不明顯,發(fā)生均勻的牛頓流體變形,且在極低的應力下發(fā)生極大的形變,說明在該溫度下,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)的壓縮實驗中,隨加溫度增加,試樣的應力應變曲線均表現出由彈性變形直接進入穩(wěn)態(tài)變形,甚至應力過沖現象消失,試樣均展現出超塑性。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有展現超塑性,隨溫度升高試樣在變形起始階段伴隨有應力過沖現象的出現,隨后表現出穩(wěn)態(tài)變形行為,展現出超塑性。加入Y元素后,(Cu45Zr47Al8)98Y2的超塑性現象基本與Cu45Zr47Al8相似,但(Cu45Zr47Al8)98Y2應力過沖現象出現較早,達到相同形變量所需應力相對較低,超塑性更好。
【關鍵詞】：銅基非晶合金 超塑性 力學性能 高溫壓縮性能 稀土元素
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 非晶合金的研究現狀9-14
• 1.1.1 非晶合金的特性及應用前景9-11
• 1.1.2 非晶合金的研究與應用現狀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用17-19
• 1.3 本文研究目的及主要研究內容19-20
• 2 研究方案及實驗方法20-29
• 2.1 研究方案20-22
• 2.1.1 研究對象的選取20-21
• 2.1.2 銅基非晶合金過冷液相區(qū)的確定21
• 2.1.3 研究溫度對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響21
• 2.1.4 研究加載速率對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響21-22
• 2.2 實驗方法22-29
• 2.2.1 試樣的制備22-24
• 2.2.2 試樣的組織結構分析24-25
• 2.2.3 銅基非晶合金過冷液相區(qū)的測試25-26
• 2.2.4 常溫力學性能測試26
• 2.2.5 過冷液相區(qū)變形行為測試26-27
• 2.2.6 超塑性判據27-29
• 3 銅基非晶合金的結構、性能與過冷液相區(qū)29-37
• 3.1 試樣的組織結構與室溫力學性能29-33
• 3.1.1 Cu_(92-x)Zr_xAl_8(x=46,47,48,49)的對比XRD分析29-30
• 3.1.2 維氏硬度測試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 銅基非晶合金過冷液相區(qū)33-36
• 3.2.1 差式掃描量熱分析(DSC曲線分析)33-35
• 3.2.2 時間-溫度-轉變曲線(T-T-T曲線)35-36
• 3.3 本章小結36-37
• 4 溫度對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響37-48
• 4.1 不同溫度下應力-應變曲線分析37-41
• 4.1.1 加載速率為5×10~(-4)s~(-1)時Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結果分析37-38
• 4.1.2 加載速率為1×10~(-3)s~(-1)時Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結果分析38
• 4.1.3 加載速率為5×10~(-3)s~(-1)時Cu_(45)Zr_(47)Al8不同溫度下的熱壓縮結果分析38-39
• 4.1.4 加載速率為1×10~(-2)s~(-1)時Cu_(45)Zr_(47)Al_8不同溫度下的熱壓縮結果分析39
• 4.1.5 Cu_(45)Zr_(47)Al_8和(Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2的壓縮曲線對比分析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 溫度對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響規(guī)律46-47
• 4.4 本章小結47-48
• 5 加載速率對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響48-57
• 5.1 不同加載速率應力-應變曲線分析48-52
• 5.1.1 Cu_(45)Zr_(47)Al_8同加載速率下的應力應變曲線48-50
• 5.1.2 (Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2同加載速率下的應力應變曲線50-51
• 5.1.3 Cu_(45)Zr_(47)Al_8和(Cu_(45)Zr_(47)Al_8)_(98)Y_2的壓縮曲線對比分析51-52
• 5.2 加載速率對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值的計算52-53
• 5.2.3 合金斷口掃描分析53-55
• 5.3 加載速率對銅基非晶合金在過冷液相區(qū)變形行為的影響規(guī)律55-56
• 5.4 本章小結56-57
• 6 結論57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前6條

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5 孫淵;袁子洲;王劍;張香云;;Al對Cu-Zr-Ti基塊體非晶合金力學性能的影響[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];中國機械工程;2010年02期

本文編號：849559