Zr基大块非晶合金在过冷液相区的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在390℃、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,并且断面上出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷液相区减小,热稳定性有所降低。     

Zr基非晶合金在过冷液相区的高应变速率压缩变形行为

利用Gleeble1500热模拟机研究了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金在过冷液相区内633、653和673K,应变速率分别为2×10-2s-1和2×10-1s-1条件下的单向压缩变形行为.结果表明:在673 K时两种应变速率下,该合金都具有很好的塑性,尤其在2×10-2s-1时流变应力只有74 MPa,非常适于进行超塑性加工.对非晶合金的断口进行了观察,得到柱状非晶合金压缩变形时外观和断口形貌随着变形条件的变化规律.采用自由体积模型对非晶合金的形变和断裂的微观机制进行了分析.     

Zr基块体非晶合金在过冷液相区的超塑性流变行为

研究了Zr41.25Ti13.75Ni10Cul2．5Be22.5(原子分数,%)块体非晶合金在玻璃转变终了温度Tg^end附近的4个特征温度点(616,636,656和676K)的等温拉伸行为．结果表明,块体非晶合金的超塑性能与环境温度及拉伸速度紧密相关．在656K,以5mm／min的速度拉伸时,获得了1625％的最大延伸率利用速度突变法测出了636,656及676K时的应力敏感指数分别为0．25,0．65和0．93．利用自由体积模型对块体非晶合金的超塑性流变行为的微观机制进行了分析．     

Zr基大块非晶合金在过冷温度区间的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在663K、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,断面上并且出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷温度区间减小,热稳定性有所降低。     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区的尺寸效应研究

为了研究Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金在过冷液相区的尺寸效应,进行了温度为421,431,441,451℃,应变速率为0.01,0.005,0.002,0.001s-1,尺寸为3,2,1,0.6mm下共计64组的压缩试验。根据得到的力和位移曲线求出真实应力应变曲线,分析曲线得到稳态流动应力、应力过冲峰值、应力过冲峰值对应的应变与尺寸的关系,最后得出随着试样尺寸的增大,真实应力值随之减小,稳态流动应力减小,应力过冲峰值减小,且出现的位置随尺寸的增大而后移。     

镁基大块非晶合金在深过冷液相区的塑性变形

研究了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金在玻璃转化温度Tg附近及深过冷液相区的等温压缩变形行为。结果表明，Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的塑性变形与加热温度和加载时间紧密相关。在423K时该大块非晶合金具有一定的塑性，而在深过冷液相区则具有良好的塑性。通过系列试验，得出了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的最佳加热温度为443～463K，加载时间约10min。对大块非晶合金在变形过程中的结构变化的分析表明，在本试验条件下，压缩变形对Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的晶化过程没有明显的影响。     

Zr基块体非晶合金过冷液相的快速粘滞流动

采用电弧炉熔炼及铜模快铸的方法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金材料.利用储能和快速释放的方法,研究了锆基块体非晶材料在过冷液相区的快速粘滞流动.结果表明,在过冷液相区内能够进行快速粘滞流动变形、粘滞成型和粘滞连接;成功地制备出微型齿轮件;成型件和连接区无晶化现象;连接强度与母材处于同一水平.     

喷射成形大尺寸镧基块体非晶过冷液相区内的塑性变形行为

研究了喷射成形大尺寸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在过冷液相区内的塑性变形行为.结果表明,随加热温度的增加和应变速率的减小,该非晶合金由非稳态变形向单一稳态变形行为转变.当应变速率为5×10-3S-1,温度为443 K和挤压比为6.25时,喷射成形La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金样品的密度由挤压前的5.723增加到挤压后的5.924 g/cm3,达到了同成分吸铸态非晶合金密度(6.134 g/cm3)的96.6%.挤压后非晶合金样品依然保持完全非晶态.     

高过冷度Zr-Cu-Ni-Al-Hf-Ti块体非晶合金

以Hf和Ti作为替换元素对Zr60Cu20Nil0Al10非晶合金进行了掺杂(替换法)研究．结果表明，掺杂元素含量有一最佳范围，其中，Ti的最佳含量约为2％(原子分数)左右，而Hf的最佳含量为3％．在最佳含量时二者都具有明显的扩大合金过冷温度区间ΔTx的作用．超过最佳掺杂量，会使非晶相变得不稳定，促进某些晶化相的形成，从而降低ΔTx．当采用Hf和Ti两种元素的最佳含量联合掺杂时，稳定非晶相的作用更加明显，并且ΔTx提高的幅度大于两种元素单独掺杂时的效果．ΔTx最大(144℃)的成分为：Zr60Cu20Ni8Al7Hf3Ti2，该合金Tg＝357℃，Tx＝501℃，Trg＝0．59．     

四种块体非晶合金在过冷液相区内的微成形能力

采用Si模制作的V型槽微压印实验评价了4种具有不同脆度的块体非晶合金(Pd40Cu30Ni10P20,Zr65Cu15Al10Ni10,Cu46Zr42Al7Y5,Zr58.5Cu15.6Al10.3Ni12.8Nb2.8)在过冷液相区内的微成形能力.结果表明,尽管不同的BMG表现出不同的表观粘度,但在相同的应变条件下,各种BMG却呈现出相似的充型面积,这表明它们具有相似的微成形能力.这一结果源于在本实验条件下(成形温度T=1.07Tg,应变率(ε)=2×10-3s-1),各BMG均遵循相同的牛顿流变机制.最后,通过有限元模拟验证了这一结论.     

Deformation of Zr41Ti14 Cu12. 5Ni10Be22.5 bulk amorphous alloy under isobaric pressure in super-cooled liquid region

The curve of crystallization transition during continuous heating for the Zr41Ti14 Cu12. 5Ni10Be22.5 bulk amorphous alloy was measured by means of dilatation(Fully automatic transformation recording/measuring instrument) and X-ray diffraction(XRD) method. The deformation behavior of the alloy at various heating rates in the supercooled liquid region was studied. The results show that the glass transition temperature of the alloy increases slightly and the supercooled liquid region(SLR) increases significantly with increasing heating rate. The deformation amount under isobaric pressure of 1 N for the alloy in the SLR increases with increasing heating rate. As the heating rate of the alloy increases from 5 to 100℃/rain, the amount of deformation of the alloy increases from 8.3% to 45%     

Structures of bulk amorphous Zr_(41) Ti_(14) Ni_(10) Cu_(12.5) Be_(22.5)alloy in amorphous, crystalline, supercooled liquid and liquid states

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｂｕｌｋａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｓｏｆＭｇ ＴＭ Ｌｎ ,Ｌｎ Ａｌ ＴＭ ,Ｚｒ Ａｌ ＴＭ ,Ｈｆ Ａｌ ＴＭａｎｄＴｉ Ｚｒ ＴＭｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙＩｎｏｕｅａｎｄｈｉｓｃｏ ｗｏｒｋｅｒｓｓｉｎｃｅ 1990 [1] .Ｔｈｅｃ     

大块非晶合金超塑性变形的研究现状与发展

文章对国内外非晶合金超塑性基本性能的研究工作进行了介绍和评述。根据材料成形工艺的要求,提出了非晶合金超塑性成形研究的内容。介绍了非晶合金超塑性拉伸实验和压缩实验的研究进展,分析了温度和成形速率对变形的影响,介绍了粘度的影响因素,对这些研究内容和热点问题进行了评述。展望了非晶合金超塑性研究的发展趋势,提出应加强非晶合金超塑性流动过程的理论研究。     

镁基大块非晶合金在过冷液相区流变行为本构关系

研究了Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变行为.结果表明:随着温度升高和应变速率增加,平衡态的牛顿流转变为非平衡态的非牛顿流;其流变行为对于温度和应变速率非常敏感.由粘度与应变速率的关系,根据Arrhenius型VFT方程,确定了流动应力、应变速率和温度的关系.Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变性能依赖于温度与变形速率,其微观机制可由自由体积模型解释,为大块非晶合金流变成形工艺的实现提供理论依据:温度高于玻璃转变温度以后,自由体积的增加使非晶合金变形过程中能够移动的原子数目随之增加,自由体积周围的原子沿外力的作用方向移动,即宏观上的塑性流变行为.应变速率增加,由热激活引起的自由体积增加不能满足更多原子流变所需的空间体积,导致牛顿流向非牛顿流转变.     

大块非晶合金的超塑性研究进展

对大块非晶合金在过冷液相区内的超塑性变形特点进行了评述.介绍了在过冷液相区内的流变行为和变形后的组织结构变化,并解释了超塑性变形的机理.同时,对大块非晶合金的超塑性成形技术发展现状况进行了概述.     

静液挤压钨合金的显微组织与力学性能

含钨量较高的W-Ni-Fe密度高合金具有密度高、强度与韧性配合较好等特点,适合用作动能穿甲弹及防辐射屏蔽材料;而静液挤压技术在脆性材料变形强化方面具有很大的潜在优势.研究了静液挤压93W-4.9Ni-2.1Fe合金的性能与显微组织,并与传统的旋锻态93W-4.9Ni-2.1Fe合金进行了比较.结果表明,经静液挤压变形强化的高比重钨合金,硬度分布和显微组织更均匀;性能更好.     

Cu-based bulk amorphous alloy with larger glass-forming ability and supercooled liquid region

The glassy rod with a maximum sample thickness of 11 mm and larger supercooled liquid region of 108 K was successfully fabricated when substituting Cu with minor amount of Ag in the Cu–Zr–Al–Gd alloy system. The value of γ reaches a maximum of 0.418 for the Cu_45.5Zr₄₅Al₇Gd₂Ag_0.5 bulk metallic glass (BMG) alloy. The high glass-forming ability (GFA) and larger supercooled liquid region are discussed from atomic size, negative mixing heat among constituent elements and thermodynamics.     

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)大块非晶合金在过冷液相区内虚拟应力模型的改进

针对描述非晶合金在过冷液相区流动行为的虚拟应力模型虽然能定性分析应力-应变关系,但定量计算误差很大的问题,以Zr55Al10Ni5Cu30为例,采用MATLAB遗传算法优化弹性模量、最大应力和最大松弛时间,提高了模型对应力峰值及稳态应力值的计算精度;提出时间调整因子概念,可提高对应力变化历史描述的准确度;改进后的虚拟应力模型与Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金单轴压缩实验的结果吻合较好。