發(fā)布時(shí)間：2017-10-03 13:08

  本文關(guān)鍵詞：ZrCuNiAl大塊非晶合金的力學(xué)行為研究

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【摘要】：本文選用不同熱處理狀態(tài)的Zr50.7Cu28Ni9A1l2.3大塊非晶合金作為研究對象,系統(tǒng)表征了熱處理對非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響,并分析非晶合金力學(xué)行為與微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,建立了與非晶合金熱處理參數(shù)有關(guān)的塑性變形的力學(xué)模型。利用差示掃描量熱計(jì)(DSC)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、同步輻射光源等表征設(shè)備,分析了不同熱處理狀態(tài)的合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)進(jìn)行不同時(shí)長的退火處理沒有明顯的改變合金的非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu),但是,由高分辨率透射電鏡(HRTEM)圖像的自相關(guān)函數(shù)(ACF)計(jì)算結(jié)果可見,試樣的有序化程度隨著退火處理時(shí)間的延長而遞增,但增幅逐漸降低。同步輻射分析結(jié)果顯示,退火使非晶合金原子排列更為緊密,提高了合金的有序度。將非晶合金在玻璃轉(zhuǎn)變溫度與晶化溫度(Tx)之間進(jìn)行等溫度不同時(shí)長的熱處理得到具有不同晶化相分?jǐn)?shù)的晶化試樣。TEM圖像顯示,晶化相分?jǐn)?shù)增加至約40%時(shí),析出相形態(tài)由塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧?彌散程度由集中轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚?析出相的成分同時(shí)發(fā)生變化。同步輻射試驗(yàn)則驗(yàn)證了試樣微觀結(jié)構(gòu)的顯著改變,以及有序度的明顯上升。室溫條件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明,對于退火處理和晶化處理的試樣,由于自由體積的減少和割裂基體的晶化相的析出,熱處理時(shí)間的延長降低了非晶合金試樣的塑性變形能力,使其變形行為轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔�。壓縮試驗(yàn)結(jié)果表明,由于自由體積減少,剪切帶不易形核和擴(kuò)展,退火試樣的屈服應(yīng)力有所提高;晶化相的少量析出形成的彌散強(qiáng)化作用使晶化相分?jǐn)?shù)6%的試樣的斷裂強(qiáng)度上升,繼續(xù)提高晶化相分?jǐn)?shù),則試樣的斷裂強(qiáng)度明顯下降,且斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔�。維氏硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于剪切帶形核困難,退火處理8小時(shí)的試樣硬度最高;彌散強(qiáng)化作用使晶化相分?jǐn)?shù)約6%的試樣硬度最高。對納米壓痕試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),由于原子排布逐漸緊密,退火試樣的顯微硬度隨退火時(shí)間增長而升高,但是自由體積的減少使塑性變形能力下降;晶化相分?jǐn)?shù)40%以及100%的試樣由于析出了針狀晶化相,顯微硬度較其他試樣明顯降低。建立了不同退火條件下Zr50.7Cu28Ni9A1l2.3大塊非晶合金的彎曲力學(xué)模型,闡明了退火時(shí)間,中性層偏移量與剪切帶最小間距之間的關(guān)系,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：大塊非晶合金 熱處理 力學(xué)行為 同步輻射
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-22
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 非晶合金的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀9-10
• 1.3 非晶合金的力學(xué)行為的研究現(xiàn)狀10-19
• 1.3.1 試樣尺寸對非晶合金的彎曲性能的影響10-15
• 1.3.2 熱處理對非晶合金的彎曲性能的影響15-16
• 1.3.3 非晶合金的壓縮性能與熱處理的關(guān)系16-17
• 1.3.4 熱處理對非晶合金硬度的影響17-19
• 1.4 熱處理對非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響19-21
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 試驗(yàn)樣品的制備以及研究方法22-26
• 2.1 Zr Cu Ni Al大塊非晶合金的制備22-23
• 2.2 試樣的熱分析及熱處理方法23-24
• 2.3 分析測試方法24-26
• 2.3.1 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)24
• 2.3.2 壓縮試驗(yàn)24
• 2.3.3 維氏硬度分析24
• 2.3.4 納米壓痕試驗(yàn)24
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡分析24-25
• 2.3.6 X射線衍射分析25
• 2.3.7 透射電子顯微鏡分析25
• 2.3.8 高分辨圖像的自相關(guān)函數(shù)(Auto Correlation Function)運(yùn)算25
• 2.3.9 X射線同步輻射試驗(yàn)25-26
• 第3章 退火處理對Zr基大塊非晶合金結(jié)構(gòu)及力學(xué)行為的影響26-51
• 3.1 引言26
• 3.2 退火處理對Zr基非晶合金力學(xué)行為的影響26-43
• 3.2.1 退火試樣的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)26-29
• 3.2.2 退火試樣的壓縮試驗(yàn)29-32
• 3.2.3 退火試樣的硬度測試32-33
• 3.2.4 退火試樣的納米壓痕測試33-34
• 3.2.5 退火態(tài)彎曲試樣斷裂特征的SEM觀察34-39
• 3.2.6 退火時(shí)間與彎曲變形的關(guān)系39-43
• 3.3 退火處理對Zr基非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響43-49
• 3.3.1 XRD分析43-44
• 3.3.2 透射電子顯微分析44-47
• 3.3.3 同步輻射分析47-49
• 3.4 退火試樣的力學(xué)行為變化與其微觀結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 晶化處理對Zr基大塊非晶合金力學(xué)行為的影響51-68
• 4.1 引言51
• 4.2 晶化試樣熱處理參數(shù)的確定51-52
• 4.3 晶化處理對Zr基非晶合金力學(xué)行為的影響52-61
• 4.3.1 晶化試樣的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)53-54
• 4.3.2 晶化試樣的壓縮試驗(yàn)54-55
• 4.3.3 晶化試樣的硬度測試55-57
• 4.3.4 晶化試樣的納米壓痕測試57
• 4.3.5 晶化彎曲試樣斷裂特征的SEM觀察57-61
• 4.4 晶化處理對Zr基非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的影響61-66
• 4.4.1 XRD分析61-62
• 4.4.2 透射電子顯微分析62-65
• 4.4.3 同步輻射分析65-66
• 4.5 晶化試樣力學(xué)行為變化與微觀結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果74-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李彥灼;汪衛(wèi)華;;無序材料中的待解之謎——金屬玻璃研究進(jìn)展[J];自然雜志;2013年03期

2 汪衛(wèi)華;;非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J];物理學(xué)進(jìn)展;2013年05期

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本文編號：965376