Crystallization kinetics of Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 bulk metallic glass

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｅｓｈａｖｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌｏｎｇ ｒａｎｇｅｒａｎｄｏｍａｎｄｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅｏｒｄｅｒ .Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｌｌｏｙ ,ｔｈｅｙｈａｖｅａｌｏｔｏｆ     

Rheological and diffusion behaviours of Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 bulk metallic glass around glass transition

1 Introduction Since the Au-Si metallic glass were firstly prepared by rapid cooling technique in 1960 by DUWEZ et al[1], the study of structure and property of metallic glass has received much attention. The atom transportation behaviors (rheological an…     

Ni50Ti30Zr20与Ni50Ti50合金摩擦磨损性能对比研究

目的以Ni_(50)Ti_(50)合金为参照物,研究Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金的摩擦磨损性能。方法采用非自耗真空电弧熔炼炉炼制Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金,在合金铸锭上切取样品,以Ni_(50)Ti_(50)合金为对比样品,通过能谱测试(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度(HV)测试、摩擦磨损测试、扫描电镜测试(SEM)和3D形貌测试,分别评价Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金与Ni_(50)Ti_(50)合金的成分、相组成、显微硬度、耐磨性、磨痕形貌和磨损体积。结果XRD结果显示,Ni_(50)Ti_(50)和Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金室温分别由B2奥氏体和B19’马氏体相组成。显微硬度测试结果表明,Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)和Ni_(50)Ti_(50)合金的显微硬度值分别为(381.64±7.32)HV和(230.58±6.74)HV。从形貌图可以看出,两种合金磨损后,磨痕形貌主要由剥层组成。从磨痕能谱分析得出,摩擦实验后,样品表面O和Si元素含量明显增加。根据摩擦系数曲线和磨痕三维形貌图发现,同样载荷下,Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金的摩擦系数和磨损体积均小于Ni_(50)Ti_(50)合金,在载荷为20 N时,Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金的磨损体积为0.078 mm~3,Ni_(50)Ti_(50)合金的磨损体积为0.084 mm~3。结论Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)与Ni_(50)Ti_(50)合金的磨损机制均为疲劳磨损,两种合金在摩擦实验过程中均会发生氧化,同时磨球会有部分剥落到合金磨痕剥层中。Ni_(50)Ti_(30)Zr_(20)合金的耐磨性优于Ni_(50)Ti_(50)合金。     

Structural transformation and rheological processes in bulk metallic glass Zr41Ti14Cu12.5 Ni10Be22.5

The temperature dependence of strain and strain rate of the Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 (Vitl) bulk metallic glass (BMG) under constant heating condition was derived from the static extension method with a dynamic thermal mechanical analyzer (DMA). A few strain rate peaks, which corresponds to the glass transition and multistep crystallization in the differential scanning calorimeter (DSC) examination, were observed in the curves of the relation between strain rate and temperature. The onset of viscous flow and the end of glass transition are interrelated, the first and second strain rate peaks correspond with the first and second crystallization transition processes, respectively.The influence of stress on strain and strain rate was researched. It is found that the rheological behaviour of BMG Vitl changes from elasticity to anelasticity, finally to the Newtonian viscous flow along with increasing temperature.     

Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性和力学性能

采用差示扫描量热仪以连续加热的方式研究了Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性。其玻璃转变激活能(Eg)以及晶化激活能(Ep1和Ep2)分别为438±11,284±8和323±11kJ/mol。采用压缩试验研究了金属玻璃的室温力学性能,初始应变速率为1×10-4s-1。直径为3mm的金属玻璃棒呈现良好的力学性能,最大塑性应变达3%,杨氏模量和断裂强度的最大值分别为90GPa和1968MPa。多条剪切带的交织、分叉和滑移以及宽度为60?m的较大临界剪切台阶是Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃具有较高压缩塑性的主要原因。     

Ti50Ni25Cu25合金非晶薄带的研究进展

概述了Ti<,50>Ni<,50>Cu<,25>合金非晶薄带的制备方法,结晶热处理后的相组成、微观组织演变、织构变化和相变过程,并介绍了Ti<,50>Ni<,50>Cu<,25>合金非晶薄带典型热处理后的力学性能.     

Ni对Zr—Cu基合金玻璃形成能力〔GFA）的影响

最近具有大过冷度 (>60Ｋ)液相区的Ｚｒ系合金引起人们广泛的注意 ,因为它们具有优异的玻璃形成能力 ,能制成大块非晶态合金 ,如Ｚｒ Ｔｉ Ｎｉ Ｃｕ Ｂｅ、Ｚｒ Ａｌ Ｎｉ、Ｚｒ Ｃｕ Ｎｉ Ａｌ、Ｚｒ Ｔｉ Ｎｉ Ｃｕ Ａｌ,在这些合金中均含有Ｎｉ元素 ,其对大块非晶形成有着重要作用。Ｚｒ Ｃｕ Ｎｉ合金非晶形成研究发现与Ｉｎｏｕｅ根据实验提出的玻璃形成的概念不同 ,Ｉｎｏｕｅ认为合金中三种主要构成元素原子尺寸差大于 1 2 % ,负的混合热即易形成非晶 ,但是Ｃｕ、Ｎｉ原子尺度仅差 3 % ,且原子混合热为 +4ｋＪ/ｍｏｌ。因此必须研究…     

深过冷Cu50Ni50熔体凝固的定向枝晶组织

在高真空度下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在宽的过冷度范围内,研究了Ｃｕ５０Ｎｉ５０合金凝固组织开头演化过程。结果表明,随着过冷度增大,凝固组织发生了３次转变。其中,当１２０Ｋ（ΔＴ＾＊２）〈ΔＴ〈１９２Ｋ（ΔＴ＾＊３）时,凝固组织发生第２次转变,由粒状晶演变为定向生长的深过冷枝晶。通过组织观察和过冷熔体枝晶生长过程的计算发现,快速凝固形成的枝晶在再辉和再辉结束后枝晶熟化过程被高度抑制     

激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5复合涂层组织结构

在钛基体上激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金粉末，得到含非晶、纳米晶复合涂层。涂层由金属间化合物和非晶、纳米晶构成。涂层按组织形貌分为3层：表面枝晶区、中部细晶区和结合区枝晶区。金属间化合物为Al2Zr3,Zr2Cu和Zr2Ni，纳米晶为简单四方Al2Zr3相，晶格常数为：a=b=76．18nm，c=69．85nm。     

Zr65Al10Ni10Cu15非晶合金电阻率的研究

在不同加热速率下利用恒流四电极法研究了非晶合金Zr65Al10Ni10Cu15的电阻率随温度的变化情况,根据电阻率随温度的变化情况可以把晶化前的温度区间分为3个阶段,第一和第二阶段分别对应于低温结构弛豫和高温度结构弛豫发生的温度区间,而第三阶段的变化情况与前二个阶段明显不同,并在晶化前出现电阻率极大值峰。研究表明,利用电阻率随温度的变化情况,可以反映出非晶更多的结构转变的信息。     

Zr基块体金属玻璃的形成和性能

研究了一系列具有很强非晶形成能力（ＧＦＡ）和优异性能的块体金属玻璃（ＢＭＧ）及含有纳米晶的ＢＭＧ的制备过程,结果表明,对掺碳的Ｚｒ／Ｔｉ基ＢＭＧ,当碳含量（原子分数,％,下同）,在１－２时,合金具有很宽的过冷液相区（ＳＬＲ,晶化开始温度Ｔｘ和玻璃转变温度Ｔｇ之间的温区）和较高的约化玻璃转变温度Ｔｒｇ（Ｔｒｇ＝Ｔｇ／Ｔｍ）;当碳含量增至３－８时,合金为含有纳米晶ＺｒＣ的ＢＭＧ基复合材料。加Ｆｅ的Ｚｒ     

Ti—Al—W—Zr系合金的相转变和机械性能的关系

研究了两类四元系Ｔｉ－Ａｌ－Ｗ－Ｚｒ合金，一类是含钨量（６％）和含锆量（３％）不变，而铝浓度可变（０～２０％）；二类是锆含量（３％）和铝含量（６％）不变，而钨含量改变（０～２０％）． 采用碘化钛、碘化锆、Ａ９９９铝和Ｔｉ－２５％Ｗ中间合金，用非自耗电弧熔炼后再悬浮熔炼的方法制做了合金铸锭．合金锭在真空石英管中按以下制度进行热处理（均匀化）：１１５０℃、１００ｈ→１１００℃、 １２５ｈ→ １０００℃、１５０ｈ→９００℃、４００ｈ→８００℃，８００ｈ→６５０℃， ２ ５００ｈ→空气．在６００℃退火后（即…     

制备条件对Zr基大块金属玻璃复合材料组织与性能的影响

分别采用低压铸造／水冷铜模急冷成形和熔体水淬的方法制备了Zr56.2：Ti13.8Nb5.0Cu6.9Ni5．6Be12．5内生β相／BMG基体复合材料，表征了材料的微观组织特性，测试了材料的室温压缩性能。结果表明，复合材料的微观组织特性，包括β相的体积分数、形貌和尺寸等，对其制备条件是非常敏感的。不同的制备方法、不同的试样形状与尺寸提供了不同的熔体冷却速率。相对低的熔体冷速导致了更多、更粗大的卢相的形成；复合材料的室温压缩性能取决于其微观组织特性，多而粗大的β相使材料的宏观塑性应变明显增加。     

时效和SME训练对Ti50Ni50合金丝记忆效应的影响

研究了不同时效热处理和形状记忆效应训练（SME）对Ti50Ni50合金丝的单程形状回复率ηs、双程回复率ηt。的影响。结果表明：时效温度在300-500℃时，ηs保持在一个较高的状态，出现一个稳定的平台；时效温度从500℃升到600℃时，仇急剧下降，550℃时下降了56.7％，600℃时下降了68．3％。时效温度在400-600℃时双程记忆效应最平稳也是最好的。随着训练次数的增加．单程记忆效应是减弱的，训练75次后的回复率仅为未经训练的60％。不同的时效温度，减弱的趋势是一致的。随着训练次数的增加，ηt显著增加，训练75次后基本稳定，回复率增加了200％，时效温度高于500℃后，训练对双程回复率影响不大。     

Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与金属W的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W基片在连续升温和不同温度下保温20min的润湿动力学。结果表明：箍着温度的升高，Zr55Al10Ni5Cu30与W基片的接触角不断减小，润湿半径不断增大，润湿过程大约在6min内完成．在连续升温过程中，润湿动力学分为孕育、准稳态和稳态三个阶段，在1173-1223K温度范围内等温润湿动力学分为准稳态和稳态两个阶段，Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W之间的润湿为反应性润湿，在界面处发生了W的溶解和扩散现象，在制备Zr55Al10Ni5Cu30/W非晶复合材料时，必须合理选择制备工艺，严格控制界面反应。     

Ti53Cu15Ni18.5Al7M3Si3B0.5(M=Zr,Hf, Sc) 高强度块体金属玻璃的制备及其性能

用铜模铸造法制备出直径为2．5mm的多组元Ti53Cu15Ni18．5Al7M3Si3B0．5(M=Zr,Hf,Sc)金属玻璃棒材．DSC和压缩应力应变测试结果表明：合金具有较高的热稳定性和优异的力学性能．其中Tis3Cu15Ni18．5Al7Zr3Si3B0．5合金的Tg,Tx和△Tx分别为703,765和62K;Ti53Cu15Ni18．5Al7Sc3Si3B0．5合金压缩断裂强度高达2325MPa,压缩变形量达1．6％,Young’s模量118GPa。     

爆炸焊接Cu—Ti板材的组织和性能

爆炸焊接是一种通过爆炸力将2种或多种金属在高压下固态结合的工艺，广泛用于其它焊接方法不能接合的同种金属或异种金属的接合方法。