氧对Zr基非晶合金强度和塑性的影响
发布时间：2022-11-06 09:23
块体非晶合金（BMGs）由于其一系列优异的特性,例如高强度和高硬度,高弹性极限和优异的耐腐蚀性,使其成为新一代结构工程材料的潜在候选者。然而,由于原料纯度及熔炼过程的影响,合金中不可避免的会含有一定量氧,因此正确认识氧的作用机制及规律,对于非晶合金在工程实际中的推广和应用有非常重要的意义。本文采用铜模吸铸法制备Zr基非晶合金,通过系统地添加氧研究氧对Zr基非晶合金非晶形成能力,力学性能以及可靠性的影响。采用铜模吸铸法制备出6种氧含量水平的(Zr0.61Cu0.25Al0.12Ti0.02)100-xOx（x=0.01,0.04,0.08,0.12,0.16,0.2,wt.%）非晶合金,实际测得氧含量分别为66,360,780,1100,1500和1900 ppm。在其氧含量低于360 ppm时,其非晶形成能力随着氧含量的增加得以保持,临界尺寸显著高于8 mm。当氧含量超过360 ppm时,随着氧含量的增加,其非晶形成能力剧烈下降,临界尺寸远小于8 mm,合...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 非晶合金的概述及发展
1.2 块体非晶的制备工艺
1.2.1 铜模铸造法
1.2.2 熔态旋淬法
1.2.3 水淬法
1.2.4 气体雾化法
1.3 非晶合金的非晶形成能力(GFA)及表征
1.3.1 临界冷却速度R_c与临界厚度t_(max)
1.3.2 过冷液相区宽度ΔT_x
1.3.3 约化玻璃转变温度T_(rg)
1.3.4 参数γ
1.4 非晶合金的室温塑性变形机理
1.4.1 自由体积模型
1.4.2 剪切转变区(STZ)模型
1.4.3 绝热加热模型
1.5 氧元素对非晶形成能力及力学性能影响的研究现状
1.6 研究目的及内容
1.6.1 本课题的研究目的
1.6.2 本课题的研究内容
第2章 实验方法、实验样品的制备与检测
2.1 实验方案的确定
2.2 样品的制备方法及设备
2.2.1 电弧熔炼制备母合金
2.2.2 铜模吸铸制备块体非晶合金样品
2.3 分析与表征
2.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
2.3.2 差示扫描量热分析(DSC)
2.3.3 光学显微(OM)观察
2.3.4 扫描电子显微(SEM)观察
2.4 力学性能测试
第3章 氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金非晶形成能力的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 合金成分的选择
3.2.2 合金样品的制备
3.3 不同氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金非晶形成能力的影响
3.3.1 XRD检测
3.3.2 不同氧含量下Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金显微结构
3.3.3 DSC分析测试
3.3.4 Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金在不同氧含量下的临界尺寸
3.4 本章小结
第4章 氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2块体非晶合金力学性能的影响
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 压缩应力—应变分析
4.3.1 应力应变曲线分析
4.3.2 SEM分析
4.4 本章小结
第5章 氧对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2块体非晶合金性能可靠性的影响
5.1 引言
5.2 Weibull统计
5.3 结果与讨论
5.3.1 三参数Weibull参数的估计
5.3.2 Weibull模数m的意义
5.3.3 无断裂应力(FFS)σu的意义
5.3.4 三参数Weibull模型与两参数模型的比较
5.3.5 塑性的Weibull统计分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
作者攻读学位阶段参研课题及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶塑性变形机理研究新进展[J]. 孙保安,汪卫华. 物理. 2010(09)
[2]氧对Zr基非晶合金影响的研究进展[J]. 王东辉,袁晓波,郑欣,张小明,李中奎,张军良,王峰,白润. 硬质合金. 2009(04)
[3]非晶合金晶化过程中结晶度的DSC法测定与控制（）[J]. 彭平,郑采星,胡艳军,刘金水,刘让苏,徐仲榆. 湖南大学学报(自然科学版). 2003(03)
[4]合金非晶形成能力的研究进展[J]. 王焕荣,石志强,滕新营,闵光辉,叶以富. 功能材料. 2002(04)
本文编号：3703252
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 非晶合金的概述及发展
1.2 块体非晶的制备工艺
1.2.1 铜模铸造法
1.2.2 熔态旋淬法
1.2.3 水淬法
1.2.4 气体雾化法
1.3 非晶合金的非晶形成能力(GFA)及表征
1.3.1 临界冷却速度R_c与临界厚度t_(max)
1.3.2 过冷液相区宽度ΔT_x
1.3.3 约化玻璃转变温度T_(rg)
1.3.4 参数γ
1.4 非晶合金的室温塑性变形机理
1.4.1 自由体积模型
1.4.2 剪切转变区(STZ)模型
1.4.3 绝热加热模型
1.5 氧元素对非晶形成能力及力学性能影响的研究现状
1.6 研究目的及内容
1.6.1 本课题的研究目的
1.6.2 本课题的研究内容
第2章 实验方法、实验样品的制备与检测
2.1 实验方案的确定
2.2 样品的制备方法及设备
2.2.1 电弧熔炼制备母合金
2.2.2 铜模吸铸制备块体非晶合金样品
2.3 分析与表征
2.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
2.3.2 差示扫描量热分析(DSC)
2.3.3 光学显微(OM)观察
2.3.4 扫描电子显微(SEM)观察
2.4 力学性能测试
第3章 氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金非晶形成能力的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 合金成分的选择
3.2.2 合金样品的制备
3.3 不同氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金非晶形成能力的影响
3.3.1 XRD检测
3.3.2 不同氧含量下Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金显微结构
3.3.3 DSC分析测试
3.3.4 Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2合金在不同氧含量下的临界尺寸
3.4 本章小结
第4章 氧含量对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2块体非晶合金力学性能的影响
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 压缩应力—应变分析
4.3.1 应力应变曲线分析
4.3.2 SEM分析
4.4 本章小结
第5章 氧对Zr_(61)Cu_(25)Al_(12)Ti_2块体非晶合金性能可靠性的影响
5.1 引言
5.2 Weibull统计
5.3 结果与讨论
5.3.1 三参数Weibull参数的估计
5.3.2 Weibull模数m的意义
5.3.3 无断裂应力(FFS)σu的意义
5.3.4 三参数Weibull模型与两参数模型的比较
5.3.5 塑性的Weibull统计分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
作者攻读学位阶段参研课题及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶塑性变形机理研究新进展[J]. 孙保安,汪卫华. 物理. 2010(09)
[2]氧对Zr基非晶合金影响的研究进展[J]. 王东辉,袁晓波,郑欣,张小明,李中奎,张军良,王峰,白润. 硬质合金. 2009(04)
[3]非晶合金晶化过程中结晶度的DSC法测定与控制（）[J]. 彭平,郑采星,胡艳军,刘金水,刘让苏,徐仲榆. 湖南大学学报(自然科学版). 2003(03)
[4]合金非晶形成能力的研究进展[J]. 王焕荣,石志强,滕新营,闵光辉,叶以富. 功能材料. 2002(04)
本文编号：3703252
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3703252.html
