钛基非晶合金的制备及球磨工艺优化

发布时间：2018-01-06 07:44

  本文关键词：钛基非晶合金的制备及球磨工艺优化　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 钛基非晶合金 热处理 机械合金化 力学性能

【摘要】：Ti基非晶合金具有高强度、耐腐蚀等优异性能,目前普遍应用在医药和航空航天等军事行业当中,但制备的非晶合金尺寸小、塑性差制约着其作为结构材料的进一步发展。非连续增强分布的Ti基复合材料既保留了基体良好的塑性,又在界面处提升了强度,近年来得到了迅速的发展。为此,本文探索Ti基非晶合金粉末的制备方法和工艺,将其作为增强相,具有重要的理论和实用价值。利用单辊旋淬法和熔炼喷注法制备了 Ti_(41.5)Zr_(2.5)Hf_5Cu_(42.5)Ni_(7.5)Si_1Sn_x(x=0,1,3,5,7)非晶合金,利用XRD、DSC探讨了非晶的玻璃形成能力(GFA),采用扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试,对合金组织性能进行分析。制备了Ti_(41.5)Zr_(25)Hf_5Cu_(37.5)Ni_(7.5)Si_1Sn_5非晶合金粉末,探索并优化了非晶合金粉末的热处理工艺及球磨工艺。对不同成分Ti基非晶合金DSC测试发现,Ti_(41.5)Zr_(2.5)Hf_sCu_(37.5)Ni_(7.5)Si_1Sn_s出现了很宽的过冷液相区和多个晶化放热峰,GFA判据中,△T=64.19K,Trg=0.590,γ=0.405,δ=1.569,结合其XRD图谱,证实其具备很好的玻璃形成能力。1.5mm该成分非晶棒材的室温抗压强度达到2303.93Mpa,显微硬度为546.02Hv,模量为143.83Gpa,具有较高的力学性能。对Ti_(41.5)Zr_(2.5)Hf_5Cu_(37.5)Ni_(7.5)Si_1Sn_5非晶合金晶化过程分析发现,合金在485℃时开始第一阶段的晶化,其XRD图谱在20为41°附近呈现了一个微弱的衍射峰,析出了 TiCu相,其漫散射峰的强度下降、范围变窄;在560℃时发生第二阶段晶化,β(Cu,Sn)、Ni_2SnZr及TiCu晶化相等逐渐析出;在685℃时晶化过程基本完成,新析出了 Hf_(14)Cu_(51)相。探讨了淬火保温温度和保温时长的差异对非晶内部结构和力学性能的影响。分析XRD、DSC,测试脆性、硬度,随着淬火温度的升高和保温时间的增长,合金硬度和脆性逐渐增大,在淬火温度为422℃或保温时间为8min时,合金开始晶化,当淬火温度410℃,保温时间5min时,合金满足后续制备粉末的要求。研究了球磨制粉过程中时间、转速和球料比差异对球磨制粉工艺的影响。发现采用球料比20:1,转速175r/min,球磨时间50h的工艺制备的粒径均值90μm左右、分布均匀的合金粉末,能够满足其作为增强相的要求。对非晶合金棒材、条带及粉末进行纳米压痕测试,合金粉末的硬度为14.03Gpa,相比于条带和棒材的硬度,分别提高了 3.2%和35.1%,其力学性能更加优异。
[Abstract]:Ti _ ( 41 . 5 ) Zr _ ( 2.5 ) Hf _ 5Cu _ ( 37.5 ) Ni _ ( 7.5 ) Si _ 1Sn _ x ( x = 0 , 1 , 3 , 5 , 7 ) amorphous alloys have been investigated by XRD and DSC . The results show that Ti _ ( 41 . 5 ) Zr _ ( 2.5 ) Hf _ 5Cu _ ( 37.5 ) Ni _ ( 7.5 ) Si _ 1Sn _ s has been developed rapidly in recent years .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG139.8

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3 本报记者 倪e，

本文编号：1386955