初晶型晶化Zr 50 Ni 27 Nb 18 Co 5 非晶合金高温力学性能研究
发布时间：2021-12-16 15:23
近些年,自从应用气相沉积的方法制备非晶合金以来,非晶合金就凭借其高硬度、高强度,耐腐蚀等优良的性能深受广大研究者的喜爱,得到了广泛研究和迅速发展。但是经过研究发现Al基、Fe基以及Zr基非晶合金在室温的环境下几乎不发生塑性变形,这就明显限制了非晶合金的应用。团队先前的研究结果发现,初晶晶化型Al基和Fe基非晶合金的高温变形研究中存在明显的应变强化现象,并初步怀疑出现该种应变强化现象是与非晶合金属于初晶晶化型的非晶合金类型有关,即析出的初晶相α粒子和变形过程中动态晶化引起的。但是这种共性的研究较少,因此,选取初晶晶化型的Zr50Ni27Nb18Co5这一成分的Zr基非晶合金为研究对象,利用真空熔炼炉制备母合金锭,采用单辊熔体急冷法制备条带样品,通过不同的拉伸实验温度和初始应变速率条件来研究非晶合金条带在高温下的变形情况,并对拉伸过后的条带样品进行结构表征以及微观形貌观察来探究其高温变形情况及断口形貌。Zr50Ni27Nb18Co5非晶合金的高温拉伸实验结果表明:该条带样品在应变速率为1×10-4 s-1,温度分别为420℃、430℃、440℃、500℃、510℃的高温拉伸应力应变曲线中表...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属玻璃的微观结构
第1章绪论3但是提高了Zr基块状金属玻璃钝化膜的完整性，提高了其抗点蚀能力[13]。由于非晶合金在弹性，塑性，强度，以及耐腐蚀性等方面都显示出了巨大的优势，所以它有广泛的应用范围和巨大的应用价值。但是在力学性能和以及材料尺寸等方面仍然有很大的进步空间。在目前Fe基、Zr基、Al基、Co基、Cu基、Ni基等不同的研究体系中，Zr基非晶合金的应用最广泛，非晶的形成能力最高，所以对Zr基非晶合金的研究具有着实的意义。近些年来，由于非晶合金各种优异的性能，它的应用领域十分广泛，如图1.2。图1.2非晶合金在不同领域的应用实例Fig.1.2Applicationexamplesofamorphousalloyinvariousfields1.1.3非晶合金的制备方法一般情况下，在冷却凝固过程中，熔融金属的原子总是由液态的无序排列变为有序排列，形成晶体。只有这样，它的能量最低、结构才最稳定。但是如果金属熔体或合金熔体的冷却速率非常快（如106K/s的冷却速率），熔体中的原子将没有足够的时间进行整齐排列便被冻结住了。原子的最终排列方式将类似于液体般的无序状态，这便形成非晶合金。从理论上讲，任何物质都可以形成非晶，只要它的溶体冷却得足够快，使原子在排列整齐之前就被迅速冻结，以下是非晶合金的几种常见的制备方法：（1）铜模铸造法[14]该方法是利用感应加热或电弧熔炼等方法将母合金熔化，直至母合金熔化成熔融状态，再将熔融状态的合金从坩锅中吸铸到水冷铜模内，此方法得到的块体非晶合金可以具有一定形状和尺寸。应用此方法制备非晶合金之前需要对模具型腔的内表面进行特殊处理，可以减少因铜模内腔不洁净而引起的异质形核。但是这种制备方法的缺点是由于合金熔体在铜模内的快速冷却而导致合金熔体的冷却速率降低，因而致使试样表面不够光滑。（2）单辊熔体急冷
第1章绪论3但是提高了Zr基块状金属玻璃钝化膜的完整性，提高了其抗点蚀能力[13]。由于非晶合金在弹性，塑性，强度，以及耐腐蚀性等方面都显示出了巨大的优势，所以它有广泛的应用范围和巨大的应用价值。但是在力学性能和以及材料尺寸等方面仍然有很大的进步空间。在目前Fe基、Zr基、Al基、Co基、Cu基、Ni基等不同的研究体系中，Zr基非晶合金的应用最广泛，非晶的形成能力最高，所以对Zr基非晶合金的研究具有着实的意义。近些年来，由于非晶合金各种优异的性能，它的应用领域十分广泛，如图1.2。图1.2非晶合金在不同领域的应用实例Fig.1.2Applicationexamplesofamorphousalloyinvariousfields1.1.3非晶合金的制备方法一般情况下，在冷却凝固过程中，熔融金属的原子总是由液态的无序排列变为有序排列，形成晶体。只有这样，它的能量最低、结构才最稳定。但是如果金属熔体或合金熔体的冷却速率非常快（如106K/s的冷却速率），熔体中的原子将没有足够的时间进行整齐排列便被冻结住了。原子的最终排列方式将类似于液体般的无序状态，这便形成非晶合金。从理论上讲，任何物质都可以形成非晶，只要它的溶体冷却得足够快，使原子在排列整齐之前就被迅速冻结，以下是非晶合金的几种常见的制备方法：（1）铜模铸造法[14]该方法是利用感应加热或电弧熔炼等方法将母合金熔化，直至母合金熔化成熔融状态，再将熔融状态的合金从坩锅中吸铸到水冷铜模内，此方法得到的块体非晶合金可以具有一定形状和尺寸。应用此方法制备非晶合金之前需要对模具型腔的内表面进行特殊处理，可以减少因铜模内腔不洁净而引起的异质形核。但是这种制备方法的缺点是由于合金熔体在铜模内的快速冷却而导致合金熔体的冷却速率降低，因而致使试样表面不够光滑。（2）单辊熔体急冷
【参考文献】：
期刊论文
[1]Corrosion mechanisms of Zr-based bulk metallic glass in NaF and NaCl solutions[J]. Zhangweijia Qiu,Zhengkun Li,Huameng Fu,Hongwei Zhang,Zhengwang Zhu,Aimin Wang,Hong Li,Long Zhang,Haifeng Zhang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(11)
[2]日本爱普生Atmix有限公司投资建立新的非晶合金粉生产线[J]. 孙世杰. 粉末冶金工业. 2019(04)
[3]新型Ti-Zr基非晶合金在齿科应用中的生物安全性研究[J]. 李婕,程翔,钱帆,黄永江,王元银. 合肥师范学院学报. 2019(03)
[4]Cu-Zr-Ti基非晶合金中微量Nb添加诱发的微观结构演化以及剪切带增殖[J]. 韩振华,冯颖颖,李帆. 热加工工艺. 2019(08)
[5]Zr/Ti柱撑蒙脱石的制备及对硝基苯的吸附[J]. 庹必阳,龙森,赵徐霞,宋祥,万李. 硅酸盐学报. 2019(04)
[6]非晶合金热塑性成形过程中的氧化[J]. 张茂,邓磊,金俊松,龚攀,王新云. 自然杂志. 2018(03)
[7]牙科用锆基非晶合金的组织相容性评价[J]. 刘桂英,程翔,曹尤雅,王芳,孙英博,马越,孙宇. 口腔医学. 2016(02)
[8]Fe合金化对Cu36Zr48Ag8Al8非晶合金的组织和力学性能影响[J]. 赵燕春,寇生中,李春燕,蒋维科,李超,丁雨田. 稀有金属材料与工程. 2013(11)
[9]高储能Zr基非晶合金弹簧的制备[J]. 索忠源,宋艳玲,王海波,邱克强. 特种铸造及有色合金. 2011(02)
[10]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)
博士论文
[1]锆基非晶合金室温锯齿流变与剪切的关联[D]. 王重.太原理工大学 2018
[2]Zr基非晶合金超塑性微成形工艺研究[D]. 王栋.华中科技大学 2010
[3]Zr基块体非晶合金等温变形及纳米晶化行为研究[D]. 郭晓琳.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]Zr50Cu40Al10和Fe78Si9B13非晶合金高温变形行为研究[D]. 高雪峰.沈阳工业大学 2019
[2]Zr基非晶合金室温以及高温变形行为研究[D]. 朱福平.兰州理工大学 2019
[3]Zr基大块非晶合金在过冷液相区的超塑性变形研究[D]. 刘文超.燕山大学 2018
[4]Zr基块体非晶合金的胀形和弯曲行为[D]. 梁宇峰.哈尔滨工业大学 2017
[5]Zr（Co,Ni）Al大块金属玻璃力学及晶化行为研究[D]. 秦雪梅.昆明理工大学 2017
[6]锆基大块非晶合金的氧化行为[D]. Paul Bouyer.哈尔滨工业大学 2016
[7]Al-Ni-Y非晶合金及复合材料断裂行为的研究[D]. 张鹏.沈阳工业大学 2016
[8]锆基非晶合金压力敏感特性及其影响因素[D]. 罗勉.湘潭大学 2014
[9]Zr基大块非晶合金高温纳米晶化行为研究[D]. 张炜炜.哈尔滨工业大学 2007
[10]Fe基非晶合金的制备及晶化研究[D]. 黄兴民.江苏大学 2005
本文编号：3538371
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属玻璃的微观结构
第1章绪论3但是提高了Zr基块状金属玻璃钝化膜的完整性，提高了其抗点蚀能力[13]。由于非晶合金在弹性，塑性，强度，以及耐腐蚀性等方面都显示出了巨大的优势，所以它有广泛的应用范围和巨大的应用价值。但是在力学性能和以及材料尺寸等方面仍然有很大的进步空间。在目前Fe基、Zr基、Al基、Co基、Cu基、Ni基等不同的研究体系中，Zr基非晶合金的应用最广泛，非晶的形成能力最高，所以对Zr基非晶合金的研究具有着实的意义。近些年来，由于非晶合金各种优异的性能，它的应用领域十分广泛，如图1.2。图1.2非晶合金在不同领域的应用实例Fig.1.2Applicationexamplesofamorphousalloyinvariousfields1.1.3非晶合金的制备方法一般情况下，在冷却凝固过程中，熔融金属的原子总是由液态的无序排列变为有序排列，形成晶体。只有这样，它的能量最低、结构才最稳定。但是如果金属熔体或合金熔体的冷却速率非常快（如106K/s的冷却速率），熔体中的原子将没有足够的时间进行整齐排列便被冻结住了。原子的最终排列方式将类似于液体般的无序状态，这便形成非晶合金。从理论上讲，任何物质都可以形成非晶，只要它的溶体冷却得足够快，使原子在排列整齐之前就被迅速冻结，以下是非晶合金的几种常见的制备方法：（1）铜模铸造法[14]该方法是利用感应加热或电弧熔炼等方法将母合金熔化，直至母合金熔化成熔融状态，再将熔融状态的合金从坩锅中吸铸到水冷铜模内，此方法得到的块体非晶合金可以具有一定形状和尺寸。应用此方法制备非晶合金之前需要对模具型腔的内表面进行特殊处理，可以减少因铜模内腔不洁净而引起的异质形核。但是这种制备方法的缺点是由于合金熔体在铜模内的快速冷却而导致合金熔体的冷却速率降低，因而致使试样表面不够光滑。（2）单辊熔体急冷
第1章绪论3但是提高了Zr基块状金属玻璃钝化膜的完整性，提高了其抗点蚀能力[13]。由于非晶合金在弹性，塑性，强度，以及耐腐蚀性等方面都显示出了巨大的优势，所以它有广泛的应用范围和巨大的应用价值。但是在力学性能和以及材料尺寸等方面仍然有很大的进步空间。在目前Fe基、Zr基、Al基、Co基、Cu基、Ni基等不同的研究体系中，Zr基非晶合金的应用最广泛，非晶的形成能力最高，所以对Zr基非晶合金的研究具有着实的意义。近些年来，由于非晶合金各种优异的性能，它的应用领域十分广泛，如图1.2。图1.2非晶合金在不同领域的应用实例Fig.1.2Applicationexamplesofamorphousalloyinvariousfields1.1.3非晶合金的制备方法一般情况下，在冷却凝固过程中，熔融金属的原子总是由液态的无序排列变为有序排列，形成晶体。只有这样，它的能量最低、结构才最稳定。但是如果金属熔体或合金熔体的冷却速率非常快（如106K/s的冷却速率），熔体中的原子将没有足够的时间进行整齐排列便被冻结住了。原子的最终排列方式将类似于液体般的无序状态，这便形成非晶合金。从理论上讲，任何物质都可以形成非晶，只要它的溶体冷却得足够快，使原子在排列整齐之前就被迅速冻结，以下是非晶合金的几种常见的制备方法：（1）铜模铸造法[14]该方法是利用感应加热或电弧熔炼等方法将母合金熔化，直至母合金熔化成熔融状态，再将熔融状态的合金从坩锅中吸铸到水冷铜模内，此方法得到的块体非晶合金可以具有一定形状和尺寸。应用此方法制备非晶合金之前需要对模具型腔的内表面进行特殊处理，可以减少因铜模内腔不洁净而引起的异质形核。但是这种制备方法的缺点是由于合金熔体在铜模内的快速冷却而导致合金熔体的冷却速率降低，因而致使试样表面不够光滑。（2）单辊熔体急冷
【参考文献】：
期刊论文
[1]Corrosion mechanisms of Zr-based bulk metallic glass in NaF and NaCl solutions[J]. Zhangweijia Qiu,Zhengkun Li,Huameng Fu,Hongwei Zhang,Zhengwang Zhu,Aimin Wang,Hong Li,Long Zhang,Haifeng Zhang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(11)
[2]日本爱普生Atmix有限公司投资建立新的非晶合金粉生产线[J]. 孙世杰. 粉末冶金工业. 2019(04)
[3]新型Ti-Zr基非晶合金在齿科应用中的生物安全性研究[J]. 李婕,程翔,钱帆,黄永江,王元银. 合肥师范学院学报. 2019(03)
[4]Cu-Zr-Ti基非晶合金中微量Nb添加诱发的微观结构演化以及剪切带增殖[J]. 韩振华,冯颖颖,李帆. 热加工工艺. 2019(08)
[5]Zr/Ti柱撑蒙脱石的制备及对硝基苯的吸附[J]. 庹必阳,龙森,赵徐霞,宋祥,万李. 硅酸盐学报. 2019(04)
[6]非晶合金热塑性成形过程中的氧化[J]. 张茂,邓磊,金俊松,龚攀,王新云. 自然杂志. 2018(03)
[7]牙科用锆基非晶合金的组织相容性评价[J]. 刘桂英,程翔,曹尤雅,王芳,孙英博,马越,孙宇. 口腔医学. 2016(02)
[8]Fe合金化对Cu36Zr48Ag8Al8非晶合金的组织和力学性能影响[J]. 赵燕春,寇生中,李春燕,蒋维科,李超,丁雨田. 稀有金属材料与工程. 2013(11)
[9]高储能Zr基非晶合金弹簧的制备[J]. 索忠源,宋艳玲,王海波,邱克强. 特种铸造及有色合金. 2011(02)
[10]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)
博士论文
[1]锆基非晶合金室温锯齿流变与剪切的关联[D]. 王重.太原理工大学 2018
[2]Zr基非晶合金超塑性微成形工艺研究[D]. 王栋.华中科技大学 2010
[3]Zr基块体非晶合金等温变形及纳米晶化行为研究[D]. 郭晓琳.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]Zr50Cu40Al10和Fe78Si9B13非晶合金高温变形行为研究[D]. 高雪峰.沈阳工业大学 2019
[2]Zr基非晶合金室温以及高温变形行为研究[D]. 朱福平.兰州理工大学 2019
[3]Zr基大块非晶合金在过冷液相区的超塑性变形研究[D]. 刘文超.燕山大学 2018
[4]Zr基块体非晶合金的胀形和弯曲行为[D]. 梁宇峰.哈尔滨工业大学 2017
[5]Zr（Co,Ni）Al大块金属玻璃力学及晶化行为研究[D]. 秦雪梅.昆明理工大学 2017
[6]锆基大块非晶合金的氧化行为[D]. Paul Bouyer.哈尔滨工业大学 2016
[7]Al-Ni-Y非晶合金及复合材料断裂行为的研究[D]. 张鹏.沈阳工业大学 2016
[8]锆基非晶合金压力敏感特性及其影响因素[D]. 罗勉.湘潭大学 2014
[9]Zr基大块非晶合金高温纳米晶化行为研究[D]. 张炜炜.哈尔滨工业大学 2007
[10]Fe基非晶合金的制备及晶化研究[D]. 黄兴民.江苏大学 2005
本文编号：3538371
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