轻质Ti-Be基非晶合金热塑性成型性能和机理研究
发布时间：2021-08-30 18:18
非晶合金有着较好的室温性能,拥有大的弹性极限和很高的断裂强度,但其室温塑性较差,因而无法采用传统的室温塑性加工工艺进行加工成型,但是过冷液相区的存在使其在较高温度下有着很强的热塑性成型能力,有着较为优秀的成型精度,利用非晶合金的此种性能在微纳米件、微机电系统等方面极具前景。但是目前用于非晶合金热塑性性能研究的多为贵金属基（Pd基、Pt基、Au基）,限于其昂贵的价格,无法大规模应用。钛基非晶合金密度小,比强度高。近年来在众多学者的研究下,研究了诸多大尺寸的Ti基非晶合金,极大的降低了钛基非晶合金的制备难度,但是相较于Pd基、Pt基、Au基非晶合金的热塑性成型性能研究,目前钛基非晶合金热塑性成型性能方面的研究较少,并且多集中于微米级别的研究,尤其是纳米级别的研究尚未见报道,因此本研究选择钛基非晶合金为研究对象,开展了以下工作:首先对母合金Ti45Zr20Be35进行成分设计,形成Ti-Zr-Be-M合金系,包括母合金共17种合金成分。采用真空电弧熔炼铜模吸铸制备钛基非晶合金3mm棒状样品,借助X射线衍射仪,差式扫描量热仪表征...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Miracle团簇密堆模型
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文行加工，此特性也在一定程度上限制了非晶合金的应用。然而，由于非传统氧化物结构类似，因此非晶合金在加热过程中也存在玻璃转变温度温度 Tx，和过冷液相区（supercooledliquidregion，SCLR，介于玻璃转Tg，与晶化温度 Tx之间），当非晶合金温度加热到过冷液相区内时，由于的粘度发生急剧降低，在外力的作用下，应变速率敏感系数（m）接近 1增强，拥有较好的超塑性成型能力[25]。在较高的温度和较低的应变速率金可以在外力的作用下发生牛顿粘性流变[22]。由于非晶合金在过冷液工精度高，制备效率高，工艺简单方便，成本低。而非晶合金本身具有硬度等优异的性能。因此众多科学家，研究人员努力研究开发非晶合金成型，从而以此来拓宽此高性能新型材料的应用范围[26]。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文的成功研制，非晶合金在其过冷液相区的超塑性得到越来越多学者的重视，并进行了大量研究[27]。并出现了多种有关非晶合金热塑性成型的加工工艺，例如热压缩，挤出成型，热注塑，热轧，吹塑等成型方式[28]。作为非晶合金成分设计的先驱，Inoue 组在非晶合金的热塑性成型研究上也走在时代的前沿，是最早的一批研究者，研究了 Pd 基[29,30]，Zr 基[31-33]，La 基[34,35]等合金体系在其过冷液相区的热塑性成型，获得了大量的成果，并通过测试非晶合金的复制能力，提出了评定非晶合金热塑性成型能力的方法。NiehTG 等人通过对块体非晶合金 La55Al25Ni20超塑性变形进行研究，其变形量最大可以达到 20000%[36]。如图 1-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑性微成形技术研究进展[J]. 单德彬,徐杰,王春举,郭斌. 中国材料进展. 2016(04)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[3]块体金属玻璃[J]. 张博,Jan Schroers. 物理. 2013(02)
[4]基于MATLAB神经网络在巷道支护参数设计中的应用[J]. 魏延诚,汪仁和,张杰. 煤炭工程. 2010(12)
[5]化学键参数和原子半径差与BMG合金的GFA关系[J]. 蔡安辉,潘冶,孙国雄. 中国工程科学. 2004(07)
博士论文
[1]Ti基块体非晶及含Ti高熵块体非晶合金制备与性能研究[D]. 赵少凡.清华大学 2015
[2]块体非晶合金过冷液体流变动力学行为研究[D]. 张猛.华中科技大学 2013
本文编号：3373273
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Miracle团簇密堆模型
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文行加工，此特性也在一定程度上限制了非晶合金的应用。然而，由于非传统氧化物结构类似，因此非晶合金在加热过程中也存在玻璃转变温度温度 Tx，和过冷液相区（supercooledliquidregion，SCLR，介于玻璃转Tg，与晶化温度 Tx之间），当非晶合金温度加热到过冷液相区内时，由于的粘度发生急剧降低，在外力的作用下，应变速率敏感系数（m）接近 1增强，拥有较好的超塑性成型能力[25]。在较高的温度和较低的应变速率金可以在外力的作用下发生牛顿粘性流变[22]。由于非晶合金在过冷液工精度高，制备效率高，工艺简单方便，成本低。而非晶合金本身具有硬度等优异的性能。因此众多科学家，研究人员努力研究开发非晶合金成型，从而以此来拓宽此高性能新型材料的应用范围[26]。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文的成功研制，非晶合金在其过冷液相区的超塑性得到越来越多学者的重视，并进行了大量研究[27]。并出现了多种有关非晶合金热塑性成型的加工工艺，例如热压缩，挤出成型，热注塑，热轧，吹塑等成型方式[28]。作为非晶合金成分设计的先驱，Inoue 组在非晶合金的热塑性成型研究上也走在时代的前沿，是最早的一批研究者，研究了 Pd 基[29,30]，Zr 基[31-33]，La 基[34,35]等合金体系在其过冷液相区的热塑性成型，获得了大量的成果，并通过测试非晶合金的复制能力，提出了评定非晶合金热塑性成型能力的方法。NiehTG 等人通过对块体非晶合金 La55Al25Ni20超塑性变形进行研究，其变形量最大可以达到 20000%[36]。如图 1-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑性微成形技术研究进展[J]. 单德彬,徐杰,王春举,郭斌. 中国材料进展. 2016(04)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[3]块体金属玻璃[J]. 张博,Jan Schroers. 物理. 2013(02)
[4]基于MATLAB神经网络在巷道支护参数设计中的应用[J]. 魏延诚,汪仁和,张杰. 煤炭工程. 2010(12)
[5]化学键参数和原子半径差与BMG合金的GFA关系[J]. 蔡安辉,潘冶,孙国雄. 中国工程科学. 2004(07)
博士论文
[1]Ti基块体非晶及含Ti高熵块体非晶合金制备与性能研究[D]. 赵少凡.清华大学 2015
[2]块体非晶合金过冷液体流变动力学行为研究[D]. 张猛.华中科技大学 2013
本文编号：3373273
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