本文關(guān)鍵詞：預(yù)形變對塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響

  更多相關(guān)文章： 金屬玻璃 預(yù)壓 退火 熱穩(wěn)定性 耐蝕性能 力學(xué)性能

【摘要】：本課題以RE65Co25Al10(RE=Ce,La,Pr,Sm,Gd)和Cu47.5Zr47.5Al5金屬玻璃為研究對象,通過X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、電化學(xué)工作站、MTS萬能試驗機、顯微硬度計、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等測試手段研究了預(yù)壓處理對金屬玻璃微觀組織及性能的影響,并探討預(yù)壓和退火兩種不同晶化機制對Cu基塊體金屬玻璃微觀組織及性能影響的相關(guān)性。本試驗的主要研究結(jié)果和討論如下:(1)預(yù)壓處理對金屬玻璃微觀組織及性能的影響:通過分析XRD和DSC的試驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)預(yù)壓樣品基本保持非晶態(tài)結(jié)構(gòu)不變,但能夠明顯影響金屬玻璃的微觀組織。只有在較高預(yù)壓應(yīng)力條件下,450 MPa RE65Co25Al10和1415 MPa Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃發(fā)生明顯的晶化行為,預(yù)壓誘導(dǎo)納米晶從玻璃基體中析出,形成金屬玻璃復(fù)合材料。此外,預(yù)壓處理能夠在一定程度上提高金屬玻璃的熱穩(wěn)定性。8 kN預(yù)壓處理下的RE65Co25Al10薄帶樣品表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性,同時350 MPa RE65Co25Al10金屬玻璃和1415 MPa Cu47.5Zr47.5Al5金屬玻璃復(fù)合材料表現(xiàn)出顯著提高的熱穩(wěn)定性。力學(xué)性能的測試結(jié)果表明,預(yù)壓處理能夠明顯提高RE65Co25Al10塊體金屬玻璃的壓縮斷裂強度和顯微硬度,450 MPa RE65Co25Al10和1415 MPa Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃復(fù)合材料表現(xiàn)出最高的壓縮斷裂強度和顯微硬度。同時,預(yù)壓處理后Cu47.5Zr47.5Al5樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線都出現(xiàn)了類似“鋸齒”的流變現(xiàn)象,表現(xiàn)出一定的塑性。說明預(yù)壓處理誘導(dǎo)納米晶的析出能有效改善塊體金屬玻璃的壓縮力學(xué)性能。電化學(xué)腐蝕的測試結(jié)果表明,預(yù)壓處理可以明顯提高金屬玻璃的海水耐蝕性。16 kN預(yù)壓處理RE65Co25Al10薄帶樣品體現(xiàn)了較優(yōu)異的海水耐蝕性,這和結(jié)構(gòu)弛豫的發(fā)生以及中程有序結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變有關(guān)。另外,該預(yù)壓樣品還體現(xiàn)了較強的耐點蝕性能。250 MPa RE65Co25Al10塊體金屬玻璃也表現(xiàn)出優(yōu)異的海水耐蝕性,而由于析出納米晶的不均勻分布,使得450 MPa RE65Co25Al10塊體金屬玻璃復(fù)合材料表現(xiàn)出較差的海水耐蝕性。而由于較低的自由體積含量和析出的CuZr(B2)相納米晶的均勻分布,1415 MPa Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃復(fù)合材料則表現(xiàn)出非常優(yōu)異的海水耐蝕性。(2)預(yù)壓和退火兩種處理方式對Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)及性能影響的相關(guān)性:預(yù)壓和退火對Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)的影響是相似的。673 K退火處理沒有改變Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃的非晶特性,但能夠明顯影響金屬玻璃的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫使非晶相變得更加穩(wěn)定。然而,723 K和750 K的退火處理誘導(dǎo)Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃發(fā)生近似完全的晶化行為,晶化產(chǎn)物分別為Cu10Zr7和CuZr2相。退火降低了Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃的熱穩(wěn)定性,673K退火樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的壓縮力學(xué)性能及較高的顯微硬度,與預(yù)壓處理結(jié)果相似。而退火處理后的晶化產(chǎn)物與預(yù)壓處理后的晶化產(chǎn)物在提高其壓縮力學(xué)性能方面出現(xiàn)非常大的差異性,壓縮力學(xué)性能非常差,然而卻能夠有效提高Cu47.5Zr47.5Al5樣品的顯微硬度。適當(dāng)?shù)念A(yù)壓和退火處理都能明顯改善Cu47.5Zr47.5Al5塊體金屬玻璃的海水耐蝕性,并且退火對其耐蝕性的影響明顯優(yōu)于預(yù)壓,在實踐應(yīng)用上有非常好的借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：金屬玻璃 預(yù)壓 退火 熱穩(wěn)定性 耐蝕性能 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 引言12-13
• 1.2 金屬玻璃的研究及其發(fā)展歷程13-18
• 1.3 金屬玻璃的形成原理及其規(guī)律18-21
• 1.4 金屬玻璃的性能與應(yīng)用21-23
• 1.5 稀土基塊體金屬玻璃的研究現(xiàn)狀23
• 1.6 Cu基塊體金屬玻璃的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.7 金屬玻璃的晶化及其研究進(jìn)展24-27
• 1.7.1 金屬玻璃的晶化機制24-25
• 1.7.2 金屬玻璃的晶化途徑25-26
• 1.7.3 金屬玻璃機械晶化行為的研究現(xiàn)狀26-27
• 1.7.4 壓力對塊體金屬玻璃的影響27
• 1.8 本論文的主要研究目的、內(nèi)容和意義27-30
• 第二章 實驗方法30-36
• 2.1 試樣的制備30-31
• 2.1.1 試驗原料及合金母錠的制備30
• 2.1.2 塊體金屬玻璃以及薄帶的制備30-31
• 2.2 金屬玻璃的結(jié)構(gòu)表征31-32
• 2.3 金屬玻璃的力學(xué)性能測試及預(yù)壓處理32
• 2.4 塊體金屬玻璃的退火處理32-33
• 2.5 塊體金屬玻璃的電化學(xué)耐蝕性能測試33-34
• 2.6 腐蝕形貌和壓縮斷面的掃描電鏡分析34-36
• 第三章 預(yù)壓對(Ce-La-Pr-Sm-Gd)_(65)Co_(25)Al_(10)金屬玻璃薄帶微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響36-46
• 3.1 預(yù)壓RE_(65)Co_(25)Al_(10)金屬玻璃薄帶微觀組織和熱穩(wěn)定性分析36-41
• 3.2 預(yù)壓RE_(65)Co_(25)Al_(10)金屬玻璃薄帶海水耐腐蝕性分析41-44
• 3.3 小結(jié)44-46
• 第四章 預(yù)壓對(Ce-La-Pr-Sm-Gd)_(65)Co_(25)Al_(10)塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響46-58
• 4.1 預(yù)壓RE_(65)Co_(25)Al_(10)塊體金屬玻璃微觀組織和熱穩(wěn)定性分析46-51
• 4.2 預(yù)壓RE_(65)Co_(25)Al_(10)塊體金屬玻璃力學(xué)性能分析51-52
• 4.3 預(yù)壓RE_(65)Co_(25)Al_(10)塊體金屬玻璃海水耐蝕性分析52-56
• 4.4 小結(jié)56-58
• 第五章 預(yù)壓對Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響58-76
• 5.1 預(yù)壓Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃微觀組織和熱穩(wěn)定性分析58-67
• 5.2 預(yù)壓Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃力學(xué)性能分析67-70
• 5.3 預(yù)壓Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃海水耐蝕性分析70-74
• 5.4 小結(jié)74-76
• 第六章 退火對Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響76-86
• 6.1 引言76
• 6.2 退火對Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃微觀組織及熱穩(wěn)定性的影響76-80
• 6.3 退火對Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃力學(xué)性能的影響80-82
• 6.4 退火對Cu_(47.5)Zr_(47.5)Al_5塊體金屬玻璃海水耐蝕性的影響82-84
• 6.5 小結(jié)84-86
• 第七章 結(jié)論86-88
• 參考文獻(xiàn)88-100
• 致謝100-102
• 附錄102-103

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