形状记忆晶相/铜基非晶复合材料的组织和微观力学行为研究

本文采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备Cu50Zr42Al8锥形试样,研究了合金不同直径处的组织和微观力学行为,分析了尺寸效应和裂纹自愈合行为。结果表明,复合材料组织中包括非晶基体相、金属间化合物AlCu2Zr相、奥氏体B2-ZrCu相和热致马氏体 B19’-ZrCu相。纳米压痕结果表明,单一非晶结构的试样心部硬而表面较软,呈现越小越软趋势,而较大尺寸的非晶复合材料由于析出相的存在,心部软而表面较硬。形状记忆晶相由TRIP效应对非晶基体增强增韧,而AlCu2Zr相析出使基体脆化。经150 oC 10mins退火后,微观压痕产生的裂纹表现出自愈合行为。加载时,形变诱导B2奥氏体向B19’马氏体相转变并伴随着体积的膨胀,而高于逆转变温度退火,B19’转变为B2相,体积收缩并驱动裂纹愈合。