合金微结构的调整对铁基块体金属玻璃室温塑性的影响(英文)

报道一种新奇的现象,即随着Fe75Mo5P10C8.3B1.7块体金属玻璃的直径从1.5mm增加到2.0mm,其室温压缩塑性反而从0.5%增加到1.8%。这主要归因于随着铁基块体金属玻璃样品直径的增加,原位形成了零星的α-Fe枝晶相,这种在边缘化的块体金属玻璃中出现的异质结构是提高当前铁基块体金属玻璃室温塑性的主要原因。     

高流变成型后样品不同位置对Zr57Cu20Al10Ni8Ag5块体金属玻璃室温塑性及断裂强度的影响

利用高流变方法成型将Zr_(57)Cu_(20)Ni_8Al_(10)Ag_5铸态块体非晶制成棒状试样,探究了棒状试样不同高度位置对室温压缩塑性及断裂强度的影响。结果表明,经高流变方法成型后样品的室温压缩塑性均明显高于铸态样品塑性,棒状试样的压缩塑性由底部至上部依次降低,而断裂强度逐渐增加。扫描电镜断口拍摄结果显示经过压缩测试后的底部样品脉状花样数量明显高于上部样品。高流变成型后试样的自由体积含量从底部至上部依次降低,这是高流变成型后不同位置塑性产生变化的根本原因。为高流变成型方法在日后投入实际生产和控制产品质量提供了重要的指导意义。     

长径比和加载速率对铜基块体金属玻璃室温力学性能的影响（英文）

通过单向压缩实验在试样长径比(H/D)和加载速率分别为1:1~2.5:1和1×10~(-5)~1×10~(-2)s~(-1)的条件下对Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10-x) Ni_x(0≤x≤4,摩尔分数,%)块体金属玻璃的室温力学性能进行了系统研究。在长径比为1:1的情况下,当加载速率为1×10~(-4)s~(-1)时,Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10)块体金属玻璃表现出超塑性;而Cu_(50)Zr_(40)Ti_(10-x) Ni_x(x=1~3,摩尔分数,%)块体金属玻璃在加载速度为1×10~(-2)s~(-1)的条件下出现超塑性;塑性应变(ε_p)、屈服强度(σ_y)和断裂强度(σ_f)显著地依赖于长径比和加载速率;当加载速率为1×10~(-2)s~(-1)时,长径比为1:1的块体金属玻璃的屈服强度几乎与其他长径比的块体金属玻璃的断裂强度接近;另外,本文作者也探讨了铜基块体金属玻璃力学性能对加载速率和长径比的响应机理。     

电磁振动对Fe-Co-B-Si-Nb块体金属玻璃的影响

固定的和（或）交变的电场与磁场以各种方式的联合作用，已被广泛用于改善像液体搅拌和压力加工之类工艺过程。日本名古屋的国家先进工业科学和技术研究所的科研人员发现Fe-Co-B-Si-Nb合金的玻璃形成能力，随着对其熔体电磁振动强度的增高而提高，电磁振动强度对于金属熔体凝固过程的影响不同于冷却速度所产生的作用，但对其作用效果的研究还很肤浅。     

冷却速度对金属玻璃性能的影响

采用单辊真空薄带技术和真空吸铸法分别制备了相同成分的金属玻璃薄带和块体金属玻璃。通过示差扫描热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米力学探针(Nano Indenter)等技术研究了冷却速度对金属玻璃的组织结构、热稳定性及力学性能的影响。结果表明:快速冷却得到的金属玻璃薄带和相同成分以较慢的冷却速度制备的块体金属玻璃相比,短程有序结构(SRO)的晶体结构相同,但数量较少,且自由体积含量相对较多;组织结构的差异导致金属玻璃薄带比块体金属玻璃有着更高的热稳定性、屈服强度,弹性模量和硬度。     

冷却速率对Cu49Hf42Al9金属玻璃热膨胀的影响

研究冷却速率对Cu49Hf42Al9金属玻璃热膨胀行为的影响.为了得到较大范围的冷却速率,制备了5种不同尺寸的非晶样品(冷却速率范围为102107 K/S).淬火态样品的平均热膨胀系数(αaver)分布于6.14×10-6 K-1至9.20×10-6 K-1之间.在玻璃转变温度(Tg以下时,淬火态样品的平均热膨胀系数(...     

具有良好室温塑性的ZrCuNiAlNb块体非晶

在脆性的ZrCuNiAl块体合金中添加Nb,获得新型的Zr60.59Cu15.78Ni10.73Al10.75Nb2.15非晶合金。通过XRD、DSC及HRTEM对合金的结构及热力学参数进行测定,并采用静态压缩实验研究其力学性能。结果表明：合金在XRD和DSC精度范围内呈现非晶态特征,但HRTEM结果显示其析出少量1~2 nm的纳米晶。Nb的添加还显著降低了合金的结晶激活能,有利于形变过程中纳米晶的进一步形核。纳米晶的存在增加了剪切带的形核位置,阻碍和钝化剪切带扩展,并诱发剪切带分叉及新剪切带形成,提高了合金的室温塑性。该块体非晶的屈服强度为1850 MPa,平均塑性应变为11.95%,最大塑性应变达到25.37%,最小塑性应变为2.95%,并具有应变硬化现象     

微量元素对Cu-Zr-Al块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响

研究微量元素Ag、Ti、Ga、Ni和Sn对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响。结果表明:添加2%(摩尔分数)的Ag、Ti或Ga均可以提高Cu55Zr38Al7合金的玻璃形成能力;用6%的Ag替代Cu,玻璃棒的临界直径可从2 mm增加到4 mm;因此,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围对提高玻璃形成能力具有显著的效果;然而,添加微量元素均不同程度地降低Cu-Zr-Al金属玻璃的硬度。断口表面形貌显示;微量相似元素替代影响基体在压缩过程中剪切带的繁殖;在微量元素替代的伪四元铜基块体金属玻璃中,2%Ti和2%Ag替代可分别获得最大压缩强度2 163 MPa和最大压缩应变8.7%。因此,通过添加微量元素可以调谐金属玻璃的玻璃形成能力和力学性能。     

微量元素对铜基块体金属玻璃形成能力的影响

研究微量元素的种类与添加量对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力的影响。X射线衍射仪和差示扫描量热仪的研究表明,添加2at%的Ag、Ti、Y或Nd都可以提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力;6at%的Ag替代Cu,金属玻璃棒的临界直径可从2mm增加到4mm;而复合添加2at%的Ag和Y也可以明显提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力。所以,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围可显著提高铜基块体金属玻璃的形成能力。     

Nd对Mg基块体金属玻璃的玻璃形成能力的影响

通过熔体铜型浇注方法制备了Mg65Cu25NdxY10-x(x=4,5,7,10)合金,并对它们的玻璃形成能力进行了研究。利用X射线衍射确定合金的结构组成,差示扫描量热计(DSC)分析合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。结果表明:在Mg65Cu25NdxY10-x合金中,当x=5时,合金的非晶形成能力最强,玻璃形成的临界厚度大约为4.5mm,同时非晶的过冷液相区ΔTx和约化玻璃转变温度Trg均为最大,分别为54.5K和0.581。当x≥5时,随着Nd含量的增加,金属玻璃的玻璃转变温度Tg降低,过冷液相区ΔTx减小,约化玻璃转变温度Trg也随之相应地变化。     

具有网络结构的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃的塑性和断裂模式转变

研究网络结构对Zr?Al?Ni?Cu块体金属玻璃的塑性和断裂模式的影响。采用化学腐蚀法显示并用SEM观察横截面和纵截面的微观结构,采用室温单向压缩试验测定力学性能。结果表明,网络结构显著地影响Zr?Al?Ni?Cu块体金属的塑性和断裂模式,当网络结构的尺寸达到某一临界值时,塑性和断裂模式发生转变。当胞状结构的尺寸约为3μm时,Zr基块体金属玻璃表现出塑性,并且塑性随胞状尺寸的增加而降低。断裂模式随胞状尺寸的增加逐渐由单一45°剪切面断裂向双45°剪切面断裂,最后转变为劈裂断裂。另外,探讨这些Zr基块体金属玻璃的塑性和断裂模式发生改变的机理。     

合金元素对Mg-TM-RE块体金属玻璃形成能力的影响

在已开发的合金体系中,Mg-TM-RE合金系(TM为过渡元素,RE为稀土元素)为主要合金系。在总结近年来开发的Mg-TM-RE块体金属玻璃的形成体系及其形成能力的基础上,分析和讨论了合金元素TM及RE对Mg基块体金属玻璃形成能力的影响,为进一步研发Mg-TM-RE系金属玻璃提供合金设计思路。     

Zr浓度及热处理对Zr-Cu—Al块体金属玻璃断裂韧性的影响

块体金属玻璃的拉伸、压缩强度很高，大约在1～5GPa。它没有晶体合金那样的晶界，因而一般具有高的耐蚀性，有望用做高强度机械的结构材料。     

块体金属玻璃的开发和应用

金属玻璃的发展有史以来的数千年间，厚度、直径在数mm以上的大块金属材料无一例外全是结晶型材料，但自上世纪90年代以来，既使采用缓冷凝固方法也能获得原子无序排列的即具有玻璃结构的大块金属。形成这种稳定的过冷液态金属玻璃应满足033元素以上组成，②三组元原子尺寸差大于12％，③三组元有负的混合热。满足上述3条件的金属液体构造具有①高密度填充结构，②新的局域原子排列，③长程均匀排列状态等特点。     

块体金属玻璃的开发和应用

Ca-Mg-Zn-Cu块体金属玻璃的开发 Ca基金属玻璃具有非常独特的性能,其密度很低(～2g/cm3)并且具有与人体骨骼很接近的低弹性模量(～17～20GPa),低玻璃转化温度(Tg～110℃)和很宽的过冷液相区(△Tx=Tx-Tg约为30～70 ℃).     

Mg-Cu-Y块体金属玻璃的塑性变形特性

通过对Mg-Cu-Y块体金属玻璃在深过冷液体区间塑性变形特性的研究，探讨了影响其塑性变形的因素及其影响规律。结果表明，加载温度和时间均对其塑性变形有明显的影响，在深过冷液体区间，要达到合适的变形量，加载温度和时间必须适中；Mg-Cu-Y块体金属玻璃在压缩条件下能够发生流变，较好地复制模具表面的显微形貌。同时，在加载条件下，Mg-Cu-Y块体金属玻璃更容易发生晶化。     

冷却速率对含铌相变诱导塑性热轧钢板组织的影响

通过测定590 MPa级含0.2%Nb的0.12C-1.17Si-1.7Mn相变诱导塑性热轧钢板CCT曲线和临界冷却速率,研究了不同冷却速率对组织的影响。结果表明,该钢板CCT曲线的临界冷却速率为40℃/s,Ac1为690℃,Ac3为880℃,Ms为476℃;冷却速率为8℃/s时组织中出现贝氏体,冷却速率为40℃/s时出现马氏体,确定该钢种的临界冷却速率为40℃/s;添加Nb元素有利于扩大该钢热轧工艺技术窗口。     

四元锆基块体金属玻璃

在最近十几年来开发了为数众多的新型多元块体非晶合金，这些合金都具有低的临界冷却速度（～10K／s）和直径大至70mm左右的完全非晶态棒材。新近开发的Zr56Cu22Fe8Al12四元锆基合金具有很好的玻璃形成能力和压缩变形塑性，是一种很有发展前景的非晶态合金，因此日本国立材料科学研究所新近进一步研究了这一非晶态合金的改良效果，通过添加微餐Co和Ag对其性能的影响。研究用的合金是采用高纯度金属锆、铜、银、钴、铁和铝配成的原料，     

添加少量Ni元素对Mg-Cu-Gd块体金属玻璃形成能力的影响

采用铜模喷铸法研究了少量添加元素Ni对Mg-Cu-Gd合金的玻璃形成能力的影响。结果表明,Ni的原子分数为2.85%~4.05%的Mg-Cu-Ni-Gd合金形成块体金属玻璃的临界尺寸可达6~8 mm。少量Ni元素会稍降低Mg-Cu-Gd合金的玻璃形成能力,这可主要归因于Ni元素会促进Mg-Cu-Gd非晶形成竞争相Mg2Cu形成以及降低合金液相稳定性。     

试样尺寸对镁基块体金属玻璃压缩力学行为的影响

研究试样直径和高径比对3种镁基块体金属玻璃Mg65Cu25Gd10、Mg65Cu20Ni5Gd10和Mg75Ni10Gd10压缩变形行为的影响,探讨镁基块体金属玻璃断裂模式的转变机制。压缩应力—应变曲线和断口扫描电镜观察结果表明:镁基块体金属玻璃Mg65Cu25Gd10、Mg65Cu20Ni5Gd10和Mg75Ni10Gd10在压缩条件下可在3个不同的变形阶段发生断裂,第1个是弹性变形阶段,在此变形阶段金属玻璃都以解理方式断裂,无塑性;第2个变形阶段的断裂为解理和剪切混合方式断裂,金属玻璃具有一定的剪切塑性变形;第3个变形阶段为稳定剪切锯齿塑性流变阶段,在此变形阶段金属玻璃都是以剪切方式断裂,具有稳定的塑性变形;镁基块体金属玻璃的断裂模式与尺寸有关,减小试样的直径和高径比都有利于块体金属玻璃由解理断裂向剪切断裂的转变,强度和塑性也相应地得到提高。