FeCoCrMoYCB块体非晶合金的塑性变形及组织性能研究

发布时间：2017-08-28 20:32

  本文关键词：FeCoCrMoYCB块体非晶合金的塑性变形及组织性能研究

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【摘要】：本文用铜模吸铸法成功制备出了直径为4 mm的Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2(下文简称Fe41)块体非晶,在不同温度下对该块体非晶进行了静载荷加压退火处理,利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC)研究了静载荷热/力耦合过程中,温度和压力对其晶化行为的影响。并利用Gleeble 3500对该Fe基块体非晶合金进行了高温压缩测试,研究了温度和应变速率对其塑性变形行为的影响,利用扫描电镜(SEM)对其断口形貌进行观察,讨论了其在过冷液相区的塑形变形机理;同时,研究了相同压缩条件下塑性应变量对该块体非晶结构和热稳定性的影响。静载荷热/力耦合实验结果表明当温度高于玻璃转变温度Tg时,压力对Fe41块体非晶合金的晶化有抑制作用。当温度为720℃时,压力抑制了Fe3B相的析出,无压退火的平均晶粒尺寸为35 nm,加压退火后平均晶粒尺寸为28 nm;当温度为820℃时,压力抑制了Fe23B6相的析出,无压退火和加压退火后试样的平均晶粒尺寸分别为45 nm和57 nm。通过计算晶化百分数,发现在不同温度下,压力退火试样的晶化百分数均低于无压退火试样。高温压缩测试发现Fe41块体非晶的塑性变形行为对温度和应变速率非常敏感,在620℃、1×10-2s-1条件下其可以发生75%的均匀变形且未发生晶化;Fe41块体非晶合金的高温压缩断口上随机分布着“条纹”状和“河流”状特征的剪切带,且在620±5℃的温度和1×10-3 s-1~1×10-2s-1的应变速率下,块体非晶断口上均出现塑性流变特征,块体非晶的高温变形可能是在自由体积与剪切带的共同作用下发生。通过对在过冷液相区620℃,1×10-2 s-1应变速率条件下,发生20%、40%和75%变形后的试样进行测试发现,该条件下发生变形后的试样均未发生晶化,且随着形变量的加大,该块体非晶的晶化温度(Tx)、玻璃转变温度(Tg)均向右移动,过冷液相区(△T)加宽,尤其当形变量为75%时,该非晶试样的过冷液相区温度范围从原有的40℃增大至59℃,对该块体非晶合金而言,过冷液相区的塑性变形使其热稳定性更加优异。过冷液相区塑形变形对该块体非晶的显微硬度也有影响,表现为应变量大的部位硬度较高,应变量小的部位硬度较低。
【关键词】：铁基块体非晶合金 应力 晶化 过冷液相区 塑性变形
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 块体非晶的制备方法8-11
• 1.2.1 电磁悬浮熔炼法9
• 1.2.2 水淬法9-10
• 1.2.3 高压模铸法10
• 1.2.4 机械合金化法10
• 1.2.5 水冷铜模吸铸法10-11
• 1.3 块体非晶合金的超塑性变形行为11-15
• 1.3.1 块体非晶合金的超塑性变形影响因素11-13
• 1.3.2 块体非晶超塑性变形机理13-15
• 1.3.3 块体非晶超塑性变形过程中的晶化行为15
• 1.4 铁基非晶合金的性能及应用15-17
• 1.4.1 铁基非晶的力学性能16
• 1.4.2 铁基非晶的耐蚀性能16-17
• 1.4.3 铁基非晶合金的应用17
• 1.5 本论文研究的主要内容及意义17-19
• 第2章 样品制备与实验方法19-24
• 2.1 实验方案19-20
• 2.2 样品制备20
• 2.3 静载荷热/力耦合实验20-21
• 2.4 过冷液相区压缩实验21-22
• 2.5 分析与测试方法22-24
• 2.5.1X射线衍射分析22-23
• 2.5.2 差热分析23
• 2.5.3 维氏硬度测量23
• 2.5.4 扫描电镜分析23-24
• 第3章 静载荷热/力耦合作用中压力对铁基块体非晶结构的影响24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 静载荷热/力耦合工艺的确定24-25
• 3.3 加压退火中的变形行为25-33
• 3.3.1 加压退火对Fe41块体非晶合金晶化相的影响27-30
• 3.3.2 加压退火对Fe41块体非晶合金热稳定性的影响30-33
• 3.3.3 加压退火对Fe41块体非晶合金显微硬度的影响33
• 3.4 本章小结33-35
• 第4章 铁基块体非晶合金的高温塑性变形行为35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 高温变形和断裂行为35-45
• 4.2.1 温度对Fe41块体非晶塑性变形行为的影响36-38
• 4.2.2 应变速率对Fe41块体非晶塑性变形行为的影响38-39
• 4.2.3 压缩行为中Fe41块体非晶的结构变化39-40
• 4.2.4 断.形貌分析40-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 塑性变形对铁基非晶合金结构和热稳定性的影响46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 不同塑性形变量下的单轴压缩变形行为46-53
• 5.2.1 塑性变形对Fe41块体非晶结构的影响47-48
• 5.2.2 塑性变形对Fe41块体非晶热稳定性的影响48-49
• 5.2.3 塑性变形对Fe41块体非晶显微硬度的影响49-51
• 5.2.4 有限元模拟51-53
• 5.3 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈庆军;胡林丽;周贤良;华小珍;;氢氧化钠溶液浓度对Fe-Cr-Mo-C-B非晶合金涂层耐腐蚀性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2012年01期

2 张志;孙楠;许泽兵;;非晶合金发展及制备[J];科技信息(科学教研);2007年26期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 赵伟;原子键比例与自由体积对非晶合金性能的影响[D];燕山大学;2014年

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本文编号：749331