Zr基非晶合金室温以及高温变形行为研究

发布时间：2023-12-10 14:00

　　本文对比分析了长径比、应变速率等变形条件对Zr基非晶合金压缩性能的影响。借助于热模拟试验机对合金试样进行高温压缩测试,分析了Zr基非晶合金的高温流变性能。制备了添加微量稀土元素Er的Zr基块体非晶合金,选择了不同加载速率以及不同保载时间,在室温下利用纳米力学测试系统对合金试样进行纳米压痕力学性能检测。分别得出如下结论:(1)研究指出应变速率并没有对Zr基非晶合金的屈服极限产生明显的影响。当应变速率为1×10^-55 s^-1时,合金试样表现出优异的力学性能,其塑性应变为10.5%,断裂强度为1999 MPa,抗压强度为2002 MPa。随着应变速率的增加,合金试样的塑性应变具体由10.5%下降至4.1%。与此同时,合金试样的抗压强度也由2001 MPa逐渐下降至1767 MPa。Zr基非晶合金的室温压缩塑性与长径比呈负相关关系,当长径比为1:1时,合金试样的力学性能最好,其塑性应变为26%,抗压强度为2381 MPa,断裂强度为2375 MPa。合金试样的塑性应变与压缩试样的长径比呈负相关关系,随着长径比的增加,塑性应变由26%下降至2%。与此同...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 非晶合金简介
    1.2 非晶合金的发展历史
    1.3 块体非晶合金的性能
        1.3.1 强度及硬度
        1.3.2 弹性和塑性
        1.3.3 耐磨与耐腐蚀性
        1.3.4 超塑性
    1.4 块体非晶合金的微成形技术及其发展概况
    1.5 本文的研究意义及主要内容
第2章 实验样品的制备与检测方法
    2.1 原材料的选用与铸态母合金的制备
        2.1.1 实验材料的选用
        2.1.2 合金熔炼设备选择
        2.1.3 实验设备原理
        2.1.4 实验方案设计
        2.1.5 检测样品制备
    2.2 试样的分析与检测
        2.2.1 X射线衍射仪分析(XRD)
        2.2.2 差示扫描量热分析(DSC)
        2.2.3 场发射扫描电镜分析(SEM)
        2.2.4 能谱分析(EDS)
        2.2.5 室温宏观力学性能分析
        2.2.6 纳米压痕力学性能分析
        2.2.7 热/力学模拟试验分析
    2.3 本章小结
第3章 不同变形条件对Zr基非晶合金室温力学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
    3.3 微观结构和热力学特征分析
        3.3.1 X射线衍射分析
        3.3.2 能谱分析
        3.3.3 差示扫描量热分析
    3.4 保载时间对Zr基非晶合金显微硬度的影响
    3.5 应变速率对Zr基非晶合金室温力学性能的影响
        3.5.1 工程应力-应变曲线分析
        3.5.2 断口形貌分析
        3.5.3 侧表面剪切带形貌分析
    3.6 长径比对Zr基非晶合金室温力学性能的影响
        3.6.1 工程应力-应变曲线分析
        3.6.2 断口形貌分析
    3.7 本章小结
第4章 Zr基非晶合金高温压缩变形行为研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料及方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 微观组织结构分析
        4.3.2 应变速率对真应力-真应变曲线的影响
        4.3.3 温度对真应力-真应变曲线的影响
        4.3.4 流动应力、应变速率、温度、粘度之间的关系分析
        4.3.5 高温压缩后合金试样的结构特征及表面形貌
        4.3.6 高温压缩过程的有限元仿真分析
        4.3.7 热加工图分析
    4.4 本章小结
第5章 不同变形条件对Zr基非晶合金纳米压痕力学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 纳米压痕实验原理
    5.3 实验材料与方法
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 微观结构及热力学特征分析
        5.4.2 能谱分析
        5.4.3 加载速率对Zr基非晶合金纳米压痕力学性能的影响
        5.4.4 保载时间对Zr基非晶合金纳米力学性能的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3872545