CREEP BEHAVIOR OF METALLIC GLASSES——AN EXPERIMENTAL STUDY

对金属玻璃蠕变不少作者作了研究,Spaepen 以及 Argon 等人还对金属玻璃形变机制提出了一些模型,取得了一定的成功。但是金属玻璃蠕变的规律没有得到系统的研究,特别是预退火处理对蠕变的影响规律几乎没有较定量的研究;在蠕变时间律的研究方面也只有少量的报道.本文比较系统地研究了两种金属玻璃的蠕变实验规律.     

高温合金的蠕变及疲劳-蠕变-环境交互作用规律和机理

综合了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组在高温合金蠕变研究方面的主要成果:蠕变和断裂规律及其机理,蠕变-环境交互作用及其机理,蠕变阻力模型以及疲劳-蠕变-环境交互作用规律及其机理。     

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。     

铝合金7075蠕变时效成形回弹规律

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,进行的工艺试验验证结果表明,运用该回归方程可以对蠕变时效成形后零件的回弹率进行预测。     

金属玻璃粘度的测量方法

金属玻璃有一定的范性变形能力,并受温度影响很大.在低温,金属玻璃的范性变形是以局部的切变方式进行的.温度升高至接近玻璃转变温度,则呈现出快速流变过程,流变阻力的大小可以用该温度下的粘度来表征.用测量金属玻璃蠕变的方法测量金属玻璃的粘度最先是被H.S.Chen及其同事所采用,在接近玻璃转变温度,金属玻璃的流变特性可以近似地看成类似于粘性液体,在     

一种铈(镧)基块体金属玻璃纳米压痕蠕变行为的加载速率敏感性

通过球形压头纳米压痕蠕变实验研究了加载速率对{(Ce0.2La0.8)0.78Ni0.22}75Al25块体金属玻璃室温蠕变变形的影响。结果表明:该Ce(La)基块体金属玻璃的蠕变变形量随着加载速率的增加而增大。此外,根据经验幂律函数计算出了材料室温蠕变应变速率敏感系数m,当加载速率从0.8 m N/s增大到80 m N/s时,m从0.028逐渐增长到0.079,显示出显著的压痕加载速率敏感性。研究表明,这是由于高加载速率条件下,压头周围材料内部多重剪切带被激活并扩展导致材料软化引起的。另外,这些m值都远小于1,表明材料在室温下的纳米压痕蠕变行为是非均匀的。     

金属玻璃蠕变及回复行为研究综述

由于非晶合金独特的无序结构,其结构动力学特征涉及较大时间与尺寸跨度的粒子重排。作为深入研究金属玻璃体系弛豫行为与老化动力学的基础,对非晶合金结构动力学的表征和理解至关重要。大量研究表明,以镧基和铈基为代表的稀土基非晶合金的弛豫谱呈现明显次级弛豫过程,该体系亦成为探究非晶合金结构动力学与力学性能关联的理想载体。本文主要就金属玻璃的滞弹性变形作了详细评述。作为蠕变实验中变形的主要成分,这类变形在卸载后可完全回复,对其合理描述是深入理解非晶合金结构动力学的关键。此外,总结了蠕变和蠕变回复过程中滞弹性变形的主要特征,并介绍了几种可用于定量或定性分析的理论模型。     

型砂蠕变规律的研究

本文用自行设计制作的保压压实试验设备,就压实过程中型砂的蠕变规律进行了研究,型砂在定比压下保压压实时,变形随保压时间的增长而产生为量不大的增加,这种现象称做型砂的蠕变。型砂蠕变的速度随保压时间的增加逐渐减少,最后趋向于零。型砂的蠕变是由于砂粒表面的粘土膜在保压压实过程中的粘塑性变形而引起的。型砂蠕变的量值和保压时间、压实比压及型砂成分有关。本文根据实验数据,推导出了型砂蠕变的流变方程式。     

Ag元素添加对Cu-Zr-Al基金属玻璃纳米压痕行为的影响

采用铜模吸铸法制备得到不同Ag含量的Cu_(45)Zr_(45)Al_(10-x)Ag_x(x=1、2、3、5,原子分数,%)金属玻璃。利用纳米压痕技术系统地探讨了Ag元素添加对Cu-Zr-Al基金属玻璃纳米塑性变形行为的影响。借助经验方程拟合纳米压痕蠕变曲线求得应变速率敏感指数(m),进而计算出蠕变过程中的剪切转变区体积(Ω)。通过Kohlrausch-Williams-Watts方程拟合蠕变深度曲线,分析蠕变过程中的弛豫行为。结果表明,Ag含量增加导致KWW方程的扩展指数(β)增加。与此同时,Cu-Zr-Al基金属玻璃的硬度随微量Ag元素含量的增加而提高,并且在维持高硬度的基础上提高了塑性。本工作为理解金属玻璃热稳定性与力学性能的相关性奠定了基础。     

核级316H管道熔敷金属蠕变性能表征

文中通过开展核级316H管道熔敷金属在525℃不同应力下的蠕变试验,对熔敷金属蠕变后的析出相演变、蠕变损伤机理和断裂机制进行研究.结果表明,316H熔敷金属的蠕变曲线由瞬时蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段组成,其高温蠕变机制为幂律蠕变.在蠕变断裂后的熔敷金属内部发现三种析出相:在δ铁素体内部析出的具有强化作用的Laves相,在δ铁素体与奥氏体界面析出的促进空洞形核长大的σ相和链状M₂₃C₆. 在σ相和链状M₂₃C₆附近区域产生的蠕变空洞是蠕变失效的主要原因.在断口处观察到大小均匀的等轴韧窝,说明熔敷金属的断裂机制为韧性断裂.     

7050铝合金蠕变时效成形回弹规律与力学性能研究

以可时效强化7050铝合金为对象开展了蠕变时效成形试验研究,采用正交试验研究了回弹与各工艺因素(时效温度、时间、预弯半径)之间的关系;同时,通过人工时效与蠕变时效成形试验对比分析,揭示了外加应力对7050铝合金力学性能的影响规律。结果表明:蠕变时效温度对7050铝合金回弹的影响最大,时间次之,预弯半径对回弹的影响相对较小;与人工时效相比,蠕变时效初期材料的力学性能略有提高,但随着时效时间延长,力学性能明显降低。     

非晶态Ni80P20合金的玻璃转变和过冷液体性质

镍磷(Ni_(80)P_(20))金属玻璃是最典型和被研究最多的金属玻璃成分之一。然而,由于镍磷金属玻璃在加热过程中玻璃转变过程被晶化所阻断,到目前为止其过冷液体性质还没有被探测和表征。本工作通过具有高升温速率的超快量热仪,避免了Ni_(80)P_(20)金属玻璃在玻璃转变过程中的晶化,直接探测其整个玻璃转变过程和一定温度宽度的过冷液相区,为揭示其超冷液体性质提供了可能。通过超快量热测量,获得了Ni_(80)P_(20)金属玻璃在5个数量级升温速率变化下的相形成规律和液体脆度,它的超冷液体展现出比大部分块体金属玻璃更"脆"的一种液体行为,这种"脆"性液体行为可能导致其差的玻璃形成能力。     

空调联箱多通管内高压成形金属流动规律研究

以空调联箱多通管件为研究目标,运用有限元模拟方法对金属材料的变形过程进行模拟分析.通过分析工件壁厚的分布规律和典型节点的位移规律,由此揭示成形过程的金属流动的一般规律.结果表明:端部补料区金属沿水平方向流动较明显,成形区金属沿支管方向流动较明显,支管问的金属流动量很小,这些规律为成形工艺的选择提供了参考依据.     

一种Zr基块体金属玻璃的纳米压入蠕变行为研究

通过斜坡-保载的球形纳米压痕法研究了Zr55Cu28Ni5Al10Nb2块体金属玻璃的室温蠕变行为。蠕变实验同时考虑了加载速率和峰值载荷水平的影响,并采用基于弹性-粘弹性对应原理的现象学法来描述材料的压痕蠕变行为。结果显示,蠕变位移显示了明显的速率和载荷依赖性。五组元Kelvin模型能很好地拟合蠕变位移-时间数据,不同加载速率条件下的拟合-预测效果非常好。对于缓慢的加载过程,斜坡段对蠕变行为的影响不可忽略。     

基于小冲杆试验的固体氧化物燃料电池钎焊密封接头蠕变损伤演化规律

如何获得钎焊接头三明治微结构的蠕变力学性能一直以来是一个难题. 文中基于Wen-Tu蠕变延性耗竭模型开发了钎焊接头蠕变损伤子程序,利用ABAQUS有限元软件建立了与SOFC密封接头相类似的钎焊接头小冲杆模型;采用试验与有限元相结合的方法研究了以304不锈钢为母材的SOFC钎焊接头蠕变损伤特性,得到了不同载荷下钎焊接头试样中心蠕变挠度变化率和蠕变应变变化率之间关系,阐明了钎焊接头在小冲杆蠕变试验条件下的蠕变损伤及裂纹扩展规律. 结果表明,适当的增加钎料的厚度有利于提高钎焊接头的抗蠕变变形能力,延长高温蠕变断裂寿命,且钎焊接头在多轴应力作用下主要断裂方式为脆性断裂. 初始裂纹最早在母材下表面萌生,距试样中心0.85 mm处,随后向上扩展至钎料层下表面,然后在钎料层上表面出现裂纹逐渐向母材上表面与钎料层下表面扩展,直至断裂.     

金属玻璃结构及其失稳的原子层次研究

金属玻璃无序结构的非均匀性特征给实验研究其原子尺度的结构特性带来了巨大挑战,目前的实验研究手段仍然受限于时空分辨率的不足,很难捕捉到金属玻璃微观结构的局域响应,而计算模拟能够从原子层次上理解非晶结构及其响应规律。但由于元素间相互作用、计算方法和计算能力的限制,用于计算模拟研究的模型体系和真实的金属玻璃材料之间还存在着难以逾越的鸿沟。充分利用和综合现代计算机技术、软件和算法的成果,探索和发展更有效的计算模拟体系应用于金属玻璃计算模拟研究是解决这一困境的可能途径。本文主要综述了近年来我们关于金属玻璃结构与失稳计算模拟研究的重要进展,及其对认识和调控材料性能、优化材料制备方面的影响,并对未来金属玻璃计算模拟研究进行了简要的展望。     

金属玻璃变形能力影响因素及提高途径

金属玻璃具有优异的力学、物理、生物和化学性能以及良好的耐磨损、耐腐蚀性能等,因此其在工程和功能材料领域有广阔的应用前景.基于高度局域化的剪切带变形模式,金属玻璃在室温条件下呈现脆性特征和应变软化等问题限制了其应用潜力.改善和提高金属玻璃的力学性能,可通过改变金属玻璃变形能力的影响因素来实现.采用不同制备工艺、试验条件及后续处理工艺能够在一定程度上提高金属玻璃变形能力.因此,系统介绍金属玻璃变形能力影响因素以及如何通过调整这些影响因素来提高金属玻璃变形能力至关重要.本文综述了影响金属玻璃变形能力的内、外在因素,并重点评述了金属玻璃变形能力提高的主要途径.最后,对金属玻璃的改性途径进行了简单总结,并对该领域需要进一步研究的若干问题进行了展望.     

深冷循环处理对金属玻璃结构和性能的影响（英文）

近期研究表明，金属玻璃可通过热激励或机械激励的方法回春到更加亚稳的高能量状态，同时伴随着原子堆垛的松散化。回春过程可有效提高金属玻璃的宏观塑性。从金属玻璃弛豫与回春概念入手，简要介绍金属玻璃的回春手段，总结不同方法的优缺点。重点介绍深冷循环热处理(一种对样品形态无破坏性且适用性较高的回春方法)的效果、热处理参数对回春程度的影响以及回春后金属玻璃力学和磁性能的演化规律。最后，就金属玻璃回春行为进行分析，并对未来重要研究方向提出展望。     

金属玻璃中程有序结构的FEM技术表征

采用fluctuation electron microscopy(FEM)对Al85Ni5Y10-xCox(x=0,2)和Cu46Zr54-xAlx(x=0,7)金属玻璃的微观结构进行了表征,研究了合金成分变化对金属玻璃微观结构的影响.结果表明,2种金属玻璃体系中均存在较强的中程有序结构;少量元素的添加提高了合金微观结构的均匀性.金属玻璃中程有序结构均匀性的增加有利于改善合金的玻璃形成能力.     

SUS316不锈钢10万小时断裂试验的蠕变断裂机理区域图

<正> 1.前言人们虽已从各个角度对316不锈钢进行了试验研究,但对其长时间蠕变断裂的机理及由此而引起的显微组织的变化等还不能确切地掌握。本文根据10万小时的蠕变断裂资料和对断裂试样的分析,通过金属组织变化同蠕变断裂机理之间的关系对蠕变断裂的性质进行探讨,同时做出了比较精确的蠕变断裂机理区域图。