铜基大块非晶合金的压缩断裂行为

铜基大块非晶合金Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6与Cu53.1Ti31.4Zr9.5Ni6（at％）具有高的抗压缩断裂强度（σc,f），分别为2212MPa和2184MPa；断裂伸长率（εc,f）分别为2．1％和2．2％。断口微观形貌分析表明，Cu基大块非晶合金具有3种不同类型的微观形貌，分别与断口的3个断裂扩展区域相对应。由于断裂沿着2个不同方向进行，条带型脉状网络的产生，使得Cu基非晶具有高的抗压缩断裂强度。     

一种高强度铁基非晶合金

在铜模铸造条件下制备了直径为5mm的Fe48-xNixCr15Mo14C15B6Y2(x=1,3)和7mm的Fe46Ni2Cr15Mo14C15B6Y2的块状非晶合金。通过XRD和DSC分析,Fe48-xNixCr15Mo14C15B6Y(x=1,2,3)非晶合金的过冷液相区宽度分别为43.8℃、46.1℃和35.2℃。经力学性能测试,压缩断裂强度分别达到了2997MPa、2881MPa和2850MPa。     

Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金的制备

采用差压铸造法成功制备了圆棒状与板片状的Cu417Ti34Zr11Ni8块体非晶合金，研究了合金的热稳定性。在试验条件下，Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金棒状试样的最大直径可达3mm，板片状试样的最大厚度可达1mm。该成分块体非晶合金具有良好的热稳定性，其玻璃转变温度Tg=672K，晶化温度Txl=735K，过冷液相区△Tx=63K，约化玻璃温度Trg=0．575。     

高塑性非晶铜合金基复合材料

与晶态材料相比,非晶态相由于其独特的原子结构而使得块体非晶合金具有高抗拉强度、高耐蚀性和优良的软磁性能等优异特性。在块体非晶态合金之中,铜基非晶合金造价是比较低廉的,所以它很有实用化前景。大块铜基非晶合金具有超过2000MPa的很高抗拉强度,但是它缺乏适当的塑性而妨碍了它的广泛应用。一种可使块体非品态合金具有良好塑性的方法,是使其形成在非晶相中均匀弥散有结晶相的复合显微组织,其中的结晶相将会起到阻止剪切带扩展的作用。     

纳米晶化对锆基非晶合金动态压缩性能的影响

以铸态Zr-Cu-Ni-Al-Nb非晶合金为材料,通过控制退火保温时间获得部分纳米晶化非晶合金,并采用DSC、XRD、HRTEM、SEM、准静态及动态压缩等手段,研究了纳米晶化对非晶合金在不同应变率下的抗压强度以及断裂机制的影响。结果表明,随着退火保温时间的增加,锆基非晶合金内部纳米级晶化相的体积分数及尺寸均增加。退火态非晶合金的抗压强度随着保温时间增加先增大后减小;应变率变化也会影响其抗压强度,从1×10~(-3)s~(-1)增加到1×10~3s~(-1)时强度降低,继续增加到3×10~3s~(-1)时强度有所升高。不同程度的纳米晶化对非晶合金的断裂特征产生影响,随着晶化程度的增大,压缩试样的断口形貌从脉状花样向类准解理特征再向河流状花样转变。     

Al对Cu-Zr-Ti基块体非晶合金力学性能的影响

研究了不同Al含量对Cu-Zr-Ti基块体非晶合金力学性能的影响.X射线衍射(XRD)图谱显示,制备态试样均为完全非晶结构.室温压缩试验及显微硬度测试表明,当Al含量(摩尔分数)达到6％时,试样的抗压强度为2 002 MPa,断裂应变量为6.48％,显微硬度(HV)为767.6.用扫描电镜(SEM)对(Cu60Zr33Ti7)94Al6试样的压缩断面进行观察,发现由于断面上存在大量均匀细小韧窝抑制剪切带的快速扩展,导致合金力学性能的提高.     

块体非晶合金Cu58Zr20Ti20Mo2的形成与力学性能

用铜模吸铸法获得直径3 mm的Cu58Zr20Ti20Mo2块体非晶合金,采用X射线衍射仪、示差扫描量热仪、压缩实验及扫描电镜等研究其结构、热稳定性、压缩性能及断口形貌。Mo的引入有利于非晶的形成,该非晶合金表现为两级晶化行为,玻璃转变温度为422.6℃,晶化起始温度为453.4℃;其压缩应力—应变曲线呈近似线性关系,不存在塑性变形阶段,为脆性断裂,断裂强度为1 720 MPa,变形量为3.4%,断口形貌为清晰的脉状河流花纹;含少量晶态相的Cu57Zr20Ti20Mo3非晶合金仍为脆性断裂,断裂强度为1 546 MPa,变形量为3.3%,断口形貌呈混乱的脉状河流花纹,且有类似液滴的小球形貌。     

稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金形成能力的影响

利用铜模铸造制备了一系列含Gd的Zr基块状非晶合金,用X射线衍射和差示扫描量热法研究了稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金的形成能力、结构变化、热稳定性的影响。结果表明,Gd的加入增大了Zr基块体非晶合金的平均原子间距,改变了Zr基非晶合金的近程有序区和原子排列。Gd含量从1%增加到10%,ΔTx从50.1K减小到33.9K,即非晶合金的稳定性减弱,但是Gd含量为5%时,约化玻璃转变温度Trg出现了最大值0.7016,显示了非晶合金的形成能力有所提高。     

ZrCuNiAl块体非晶合金的低温压缩变形行为

采用Instron 5500万能试验机对Zr55.7Cu23Ni9Al12.3块体非晶合金进行了应变速率为4×10-4 s-1、环境温度为143 K的低温压缩试验,研究了其低温压缩变形行为。结果表明,当测试环境温度从298 K（室温）降低到143 K时,该合金的强度和塑性均呈增加的趋势,且未出现传统晶态材料的冷脆性现象。分析表明,其屈服强度的增加源于低温下剪切带的形核需要更高的载荷,而低温下断口侧面高密度剪切带的形成导致了其塑性的增加。     

Cu基二元块体非晶合金形成能力的热力学分析

研究了Cu基二元块体非晶合金的形成能力,解释了多元合金的非晶形成能力。通过比较已有的二元铜基块体非晶合金的试验数据发现,在内能差相差不大的情况下,混合熵差对于非晶形成能力有着重要的影响。     

块体非晶合金形成机理及成分设计研究述评

简要回顾了块体非晶合金的发展历史，综合评述了块体非晶合金形成的控制因素，从热力学、动力学和结构三方面讨论了块体非晶合金的形成机理，并介绍了块体非晶合金的成分设计准则。指出要使合金形成块体非晶，首先应使合金熔体具有高密度的无规密堆拓扑结构，最大限度地抑制过冷熔体的均质形核及晶核生长；其次，应有适当高的冷却速率，同时减少或消除异质形核。     

Cu模吸铸法制备Cu-基块体非晶合金

采用磁悬浮熔炼和Cu模吸铸工艺成功制备了圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金，试样表面平滑且具有典型的金属光泽。试验制备的圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金的直径尺寸小于Ф5mm，该成分的块体非晶合金具有较强的非晶形成能力，其玻璃转变温度Tg=723K，晶化温度t=773K，过冷度△T=50K，约化玻璃转变温度Trg=0.753。     

块状非晶合金Cu60Zr30Ti10的激光熔凝研究

采用工业纯原料和水冷铜模真空吸铸法研制了尺寸为75mm×10mm×1mm的Cu60Zr30Ti10块状非晶合金,用YAG激光束扫描合金表面,采用X射线衍射仪、金相显微镜及显微硬度计分别研究了熔覆区的微观组织和不同深度的显微硬度。结果表明,激光处理后块状非晶合金在基体以上形成了两层新的组织,其中位于中间的、厚约200μm的第二层的硬度、耐蚀性均比原来基体有非常明显的改善,显微硬度(HV)达到了872·5。     

ZrAlCuNiNb合金的非晶形成能力及性能

用X射线衍射(XRD)与示差扫描量热仪(DSC)研究了添加Nb元素对Zr57Al15-xCu15.4Ni12.6Nbx合金的非晶形成能力的影响以及冷却速率对非晶形成的影响，同时研究了形成的块体非晶合金以及热处理后的压缩性能。结果表明：当Nb的摩尔分数达到5％时(即Zr57Al15-xCu15.4Ni12.6Nbx5)，合金具有最强的非晶形成能力，该块体非晶合金的压缩强度达1705MPa，相对压缩率约为0．104％。热处理后，当非晶合金中出现分离相或晶化析出相时，压缩强度将急剧下降。     

Johnson锆基大块非晶态合金的研究应用现状

介绍了Johnson锆基大块非晶态合金的发展历史、产品和市场应用。重点介绍了这种新合金的各种独特性能，以及围绕它的各种性能进行的产品开发和市场应用。     

大块非晶合金的热物性及冷却过程的数值模拟

对大块非晶合金Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5(摩尔分数 )的比热容和导热系数进行了测量 ,发现在 15～ 35 0℃范围内 ,其比热容和导热系数随温度的增高而增大 ,二者的变化范围分别为 0 .386～ 0 .485kJ/ (kg·℃ )和 4.80～ 7.74W/ (m·℃ )。在深过冷区域的比热容和导热系数分别是 0 .5 9kJ/ (kg·℃ )和 9.5 5W / (m·℃ )。在对此合金的比热容和导热的系数测量和分析的基础上 ,利用这些参数对其冷却过程进行了数值模拟 ,并用楔形试样进行了验证。利用数值模拟可以预测Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5合金在水冷铜模铸造过程中的冷却速度 ,并依此判定是否能够获得非晶态铸件。     

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。     

在石墨坩埚电弧炉中制备大块非晶合金

通过对水冷锅坩埚电弧熔炼吸注成型工艺制备大块非晶过程中不利因素的分析，采用该工艺获得了直径达20mm的锆基大块非晶棒材，试验表明，采用石墨坩埚熔炼可以进一步提高熔炼过程中温度和成分的均匀性，并改善有利于非晶形成的冷却条件。     

快速凝固粉末冶金技术制备大块非晶材料

大块非晶合金具有高的强度、硬度等力学性能及优异的磁学性能，具有大块非晶形成能力的合金存在一个过冷温度区间，在该区间内合金呈牛顿流动状态，可以进行超塑成形。阐述了大块非晶合金一系列优异的性能，并对目前大块非晶合金的制备方法进行比较，指出快速凝固粉末冶金技术在该领域内的研究成果与应用价值。