微量添加Fe元素对CuZrAl块体金属玻璃的结构和力学性能的影响(英文)

使用水淬法制备含微量Fe元素的CuZrAl块体金属玻璃。使用X射线衍射(XRD)检测其结构;采用DSC研究Fe元素的添加对块体金属玻璃热稳定性的影响,微量添加Fe元素显著拓宽了过冷液相区。Cu44Zr48Al7Fe块体金属玻璃的塑性应变约为1.5%。使用透射电子显微镜(TEM)观察其微观结构,结果发现,添加1%～2%Fe(摩尔分数)的CuZrAl合金中出现了相分离的富CuZr非晶相。     

铸造温度对Zr_(53.9)Cu_(29.4)Ni_(4.9)Al_(9.8)Fe_2块体金属玻璃力学性能和组织的影响(英文)

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法以不同的铸造温度制备出直径3mm的Zr53.9Cu29.4Ni4.9Al9.8Fe2合金试样,研究了铸造温度对锆基块体金属玻璃力学性能和组织的影响。研究结果表明,对于试样的非晶结构,存在一个临界铸造温度,低于此温度会有晶体相析出。在一定范围内提高铸造温度可以提高锆基块体金属玻璃的压缩断裂强度和轻微降低塑性。当铸造电压升高至9kV时,不但可以提高合金试样的压缩断裂强度,同时提高其塑性,其塑性达到2.62%。通过控制与自由体积和残余应力相关的铸造温度,可以调节锆基块体金属玻璃的力学性能。     

Y元素添加对CuZrAl块体金属玻璃的结构和力学性能的影响(英文)

研究添加Y元素对CuZrAl块体金属玻璃的结构和力学性能的影响。结果表明,添加Y元素提高CuZrAl体系的玻璃形成能力,而且由于添加Y元素可以降低该体系的结合能,从而降低其断裂强度。Cu45Zr48Al7块体金属玻璃的断裂表面主要呈脉状,而Cu46Zr42Al7Y5块体金属玻璃的断裂表面则很平滑。TEM观察表明,Cu45Zr48Al7的微观结构为非晶基体中含有纳米相,然而Cu46Zr42Al7Y5块体金属玻璃为全非晶结构。     

添加微量Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响(英文)

通过磁悬浮熔炼和铜模吸铸法制备直径3mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xFex(x=0,1,2,3,4)合金试样,研究Fe元素的微量添加对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响。研究表明,合理添加Fe元素(不超过3%,摩尔分数)导致约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tl)和参数γ(=Tx/(Tg+Tl))增大,因而其非晶形成能力增大,但添加过量的Fe元素(4%)会导致其非晶形成能力的降低。添加Fe元素也会显著地改善Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的压缩塑性及提高其压缩断裂强度,当Fe元素的添加量为2%时,直径3mm、长度6mm的试样在压缩时出现一定的塑性及加工硬化现象。Fe元素添加量为4%形成的金属玻璃基复合材料,同样也显示良好的压缩塑性和高的压缩断裂强度。     

铸造温度对Zr_(53.9)Cu_(29.4)Ni_(4.9)Al_(9.8)Fe_2块体金属玻璃力学性能和组织的影响(英文)EI北大核心CSCD

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法以不同的铸造温度制备出直径3mm的Zr53.9Cu29.4Ni4.9Al9.8Fe2合金试样,研究了铸造温度对锆基块体金属玻璃力学性能和组织的影响。研究结果表明,对于试样的非晶结构,存在一个临界铸造温度,低于此温度会有晶体相析出。在一定范围内提高铸造温度可以提高锆基块体金属玻璃的压缩断裂强度和轻微降低塑性。当铸造电压升高至9kV时,不但可以提高合金试样的压缩断裂强度,同时提高其塑性,其塑性达到2.62%。通过控制与自由体积和残余应力相关的铸造温度,可以调节锆基块体金属玻璃的力学性能。     

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。     

高强度Fe-(P,C)基块体金属玻璃的形成(英文)

采用铜模吸铸法制备不同直径的Fe71Mo5-xNbxP12C10B2(x=1～5)合金棒。利用X射线衍射、差热分析和压缩测试等手段分别研究Nb替换Mo对Fe71Mo5P12C10B2合金的结构、热稳定性及室温力学性能的作用。结果表明:随着Nb含量的增加,合金的玻璃形成能力有所降低,而断裂强度逐步增加;Fe71Mo2Nb3P12C10B2金属玻璃的断裂强度高达4.0GPa,且具有1%的室温压缩塑性。Fe-P-C基块体金属玻璃断裂的强度提高的原因主要是由于Nb替换Mo有利于形成似网格状结构且增强原子间结合力。     

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。     

内生枝晶增塑锆基块体金属玻璃复合材料

利用熔体水淬法制备了内生bcc β-Zr固溶体增塑的Zr56．2Ti13.8Nb5．0Cu6．9Ni5．6Be12．5块体金属玻璃基体复合材料．β相呈发达的树枝状,体积分数约为30％．室温单轴压缩时,复合材料失效前的纯塑性应变达到10．2％,并具有2．0％的弹性应变极限和1788MPa的极限断裂强度．显微观察表明,压缩变形后的试样表面均匀分布着大量波浪形剪切带．     

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。     

Effect of minor Nb addition on mechanical properties of in-situ Cu-based bulk metallic glass composite

In-situ formed (Cu_0.6Zr_0.3Ti_0.1)₉₅Nb₅ bulk metallic glass (BMG) composite with Nb-rich dendrite randomly dispersed in hard glassy matrix was prepared by casting into a water-cooled copper mold. The dendrite has much smaller hardness and elastic modulus than glassy matrix, and the stress concentration at interface provides a channel for the initiating and branching of shear bands upon loading, thus leading to a high compressive fracture strain of 6.08% and fracture strength about 2200 MPa. Comparing with other Cu-based BMG composite, the fracture strength of present (Cu_0.6Zr_0.3Ti_0.1)₉₅Nb₅ composite is not significantly reduced, indicating that the addition of Nb in the current work is an effective and effortless way to fabricate new practical BMG composites with enhanced strength and good plasticity.     

Formation and mechanical properties of bulk Cu-Ti-Zr-Ni metallic glasses with high glass forming ability

Bulk amorphous Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6 and Cu53.1Ti31.4Zr9.5Ni6 alloys with a high glass forming ability can be quenched into single amorphous rods with a diameter of 5 mm, and exhibit a high fracture strength of 2 212 MPa and 2 184 MPa under compressive condition, respectively. The stress—strain curves show nearly 2% elastic strain limit, yet display no appreciable macroscopic plastic deformation prior to the catastrophic fracture due to highly localized shear bands. The present work shows clearly evidence of molten droplets besides well-developed vein patterns typical of bulk metallic glasses on the fracture surface, suggesting that localized melting induced by adiabatic heating may occur during the final failure event.     

一种铁基块体金属玻璃纳米压痕蠕变行为的加载速率敏感性(英文)

通过纳米压痕蠕变实验研究了加载速率对{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4块体金属玻璃室温蠕变变形的影响。结果表明,该铁基块体金属玻璃的蠕变变形随着加载速率的增加而增大。此外,根据经验幂率函数计算得到了材料室温蠕变应力指数,当加载速率从1mN/s增加到50mN/s时,应力指数从28.1逐渐下降到4.9,显示出显著的压痕加载速率敏感性。最后,基于自由体积理论和剪切转变区理论对该铁基块体金属玻璃的纳米压痕蠕变行为进行了探讨,并对实验结果和分析结果提供了半定量的解释。     

Microstructure and mechanical properties of Zr-Cu-Al bulk metallic glasses

Zr49Cu46Al5 and Zr48.5Cu46.5Al5 bulk metallic glasses（BMGs） with diameter of 5 mm were prepared through water-cooled copper mold casting. The phase structures of the two alloys were identified by X-ray diffractometry（XRD）. The thermal stability was examined by differential scanning calorimetry（DSC）. Zr49Cu46Al5 alloy shows a glass transition temperature, Tg, of about 689 K, an crystallization temperature, Tx, of about 736 K. The Zr48.5Cu46.5Al5 alloy shows no obvious exothermic peak. The microstructure of the as-cast alloys was analyzed by transmission electron microscopy（TEM）. The aggregations of CuZr and CuZr2 nanocrystals with grain size of about 20 nm are observed in Zr49Cu46Al5 nanocrystalline composite, while the Zr48.5Cu46,5Al5 alloy containing many CuZr martensite plates is crystallized seriously. Mechanical properties of bulk Zr49Cu46Al5 nanocrystalline composite and Zr48.5Cu46.5Al5 alloy measured by compression tests at room temperature show that the work hardening ability of Zr48.5Cu46.5A15 alloy is larger than that of Zr49Cu46Al5 alloy.     

Crystallization of Mg-based bulk metallic glass

1 Introduction Since INOUE et al[1,2] reported that amorphousalloy with the composition of Mg65Cu25Y10 could beproduced with thickness up to 4 mm by conventionamold casting technique, Mg-based bulk metallic glasses(BMGs) have been proposed as a new kind …     

Zr基大块非晶合金的微区变形及力学性能

利用纳米压痕仪、扫描电镜等研究了Zr基大块非晶合金在纳米压痕条件下的变形及力学性能。Zr基大块非晶合金在纳米压头作用下以弹性-塑性方式变形，载荷-位移曲线及压痕周边多重剪切带(堆起或波纹状)的特征证明了塑性变形的存在。冷却速度、第二相及退火等因素影响非晶合金的压痕硬度HV和弹性模量E，冷却速度小的试样或部位(如试样中心)的HV，E值略高；离第二相(W丝)越近，HV，E值越高；退火处理提高非晶的HV，E值，同时退火与第二相还明显改变压痕周边的变形状态及塑性变形量的大小，退火显著减小塑性变形量，使压痕周边凹陷，而第二相使压痕堆起消失。对塑性变形机理进行了初步分析。     

小冲杆试验法评价大块非晶合金的超塑性性能

采用小冲杆试验法(SPT)研究了大块非晶合金(Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5)在不同温度和不同压头速度下的变形行为,通过SPT载荷-位移曲线结合理论分析,确定大块非晶(BMG)材料超塑性本构关系.结果表明,BMG材料的SPT载荷-位移曲线对压头速度和实验温度的敏感性较高,而SPT载荷-位移曲线的形状与材料的应变速率敏感系数、粘度、压头速度等因素有关.在应变速率敏感系数和压头速度固定的条件下,SPT最大破裂载荷与粘度成正比;最大破裂位移仅随应变速率敏感系数的增大而增大,而与压头速度和粘度的大小无关.获得了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5 BMG应变速率敏感系数和表观粘度,确定了该合金的超塑性本构关系.     

Thermal stability and mechanical properties of Gd-Co-A1 bulk glass alloys

The glass forming ability of Gd-Co-A1 ternary alloy systems with a composition ranging from 50% to 70% （molar fraction） for Gd and from 5% to 40% （molar fraction） for AI were investigated by copper mold casting and Gd60Co25Al15 bulk glass alloy cylinders with the maximum diameter of 5 mm were obtained. The reduced glass transformation temperature （TG/Tm） and the distance of supercooling region ATx are 0.616 and 45 K, respectively for this Gd-Co-A1 alloy. The compressive fracture strength （σf） and elastic modulus （E） of Gd-Co-A1 glassy alloys are 1 170-1 380 MPa and 59-70 GPa, respectively. The Gd-AI-Co bulk glassy alloys with high glass forming ability and good mechanical properties are promising for the future development as a new type function materials.