Cu-Zr基块体非晶合金的研究进展

针对Cu基非晶合金这一具有广阔应用前景的新型非晶合金,从合金体系、性能及应用等方面对其国内外研究现状和进展进行了综述。重点分析了Cu基非晶合金体系中各合金元素的作用、合金的力学性能和耐腐蚀性能。简要介绍了表征合金玻璃形成能力(GFA)的参数和判据,特别是近几年新提出来的参数和判据。最后对Cu基块体非晶合金目前存在的问题及其应用前景进行了概述。     

锆基块体非晶合金的力学性能研究进展

本文叙述了锆基块体非晶合金的制备方法，优异的性能，特别是对其力学性能研究领域的最新进展进行了综述。并与传统晶态合金作了适当的对比，锆基块体非晶合金具有优异的力学性能，如弹性比功、超塑性、断裂韧性等，此类合金的应用将不断拓宽。     

镁基非晶合金的研究进展

综述了大块镁基非品态合金的合金体系、介绍了镁基大块非晶态合金的生产和应用现状,领域有重大发展潜力。制备方法、各种独特性能及其最新研究进展。展望了镁基非晶态合金将在3C产品和生物医用     

Co元素对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金力学性能的影响

采用铜模铸造法制备了Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=0,3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Co元素添加对Ti-Zr基非晶合金力学性能的影响。结果表明,Co元素适量替代Be元素有利于提高该非晶合金的塑性。当Co含量(摩尔分数)为3.5%时,Ti35Zr30Be24Cu7.5Co3.5块体非晶合金具有最高的断裂强度及塑性应变,分别为2 196MPa和4%;Co含量为7.5%时,非晶合金断裂强度、塑性应变均迅速降低,分别为2 062 MPa和1.5%;进一步增加Co含量至11.5%时,合金的断裂强度又提高到2 106 MPa,而塑性应变仅为0.2%。     

超高强钴基块体非晶合金的组成设计

块体非晶合金是一类具有高强度、高硬度和大弹性极限的无序金属材料,其优异的力学性能是目前先进金属材料领域研究热点之一,如何提高材料的强度是材料研究领域永恒的主题。系统地总结了已知具有超高强度的一类块体非晶合金材料——钴基块体非晶合金的成分、热学稳定性及力学性能;同时研究了不同非晶合金的断裂强度与其弹性常数、硬度和特征温度的关联。研究结果表明：在非晶合金体系中杨氏模量、维氏硬度、玻璃转变温度与断裂强度之间都存在较好的线性变化关系。基于以上结果,本课题组提出了超高强钴基块体非晶合金的组成设计方法,即选取具有强共价键特性的非金属元素和高模量、高熔点过渡金属元素与钴元素进行组合。     

超声对镁基块体非晶合金组织及性能的影响

采用普通铜模浇铸法制备Mg65Cu25Y10块体非晶合金试样。取非晶合金试样分别于22、120、160℃下作超声处理2 min,并运用XRD、SEM、维氏硬度计和差示扫描量热仪分别对试样的相组成、微观形貌、力学性能和热稳定性的变化进行分析。结果表明,在超声作用下,Mg65Cu25Y10块体非晶合金快速发生晶化,析出Mg2Cu、Mg24Y5和Mg等晶体相,维氏硬度增大,热稳定性提高。     

镁基块体非晶合金制备及其晶化处理

在空气中采用普通铜模浇注法制备了Mg65Cu22Zn3Y5Nd5块体合金试样,利用X射线衍射确定铸态样品的非晶态性质,用差示扫描量热仪(DSC)分析合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。研究表明,能形成完全非晶态试样的最大尺寸为4·5mm,试样的过冷液相区△Tx为51·3K,约化玻璃转变温度Trg为0·59。与无锌合金比较,Mg65Cu22Zn3Y5Nd5金属玻璃的晶化转变行为更为复杂,表现为明显的三级晶化。对Mg65Cu22Zn3Y5Nd5非晶合金进行等温退火处理后,发生了非晶态向晶态的转变,原本单一非晶峰上出现了与晶体相对应的尖锐晶体峰。当采用分步退火处理时,组织更为均匀细小。     

基于团簇线的Fe-B-Y基五元块体非晶合金

在三元Fe-B-Y合金系中,以团簇线判据设计了5个基础合金成分,即5条成分线Fe8B3-Y,Fe8B2-Y,Fe83B17-Y,Fe6B-Y和Fe9B-Y与一条团簇线Fe12Y-B的交点.在此基础上加入微量Nb和M(M=Ti,Hf, Ta,Mo,Ni和Sn)形成五元合金,用铜模铸造方法制备出直径为3 mm的合金棒.考虑到元素B和Y在合金制备过程中的损耗,对每个合金进行了成分修正.在M=Ti,Hf,Ta和Mo时,能够形成块体非晶合金的三元基础成分均接近Fe8B3-Y与Fe12Y-B两条团簇线交点成分,表明其对应的基础团簇为Archimedes八面体反棱柱Fe8B3.最佳非晶成分为(Fe69.9B24.6Y5.5)96Nb2Ti2,其Tg=944 K,Tx=997 K,Trg=0.666.当M=Ni和Sn时,均没有得到块体非晶合金.     

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。     

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。     

镁基大块金属玻璃特性及其制备

综述了大块镁基金属玻璃的发展过程及最新的研究进展,介绍了大块镁基金属玻璃的特性和几种制备方法,最后阐明大块镁基金属玻璃的研究重点和应用前景.     

镁基大块金属玻璃的研究进展及其制备

介绍了镁基大块金属玻璃的发展、合金体系选择依据、制备方法、各种独特性能及其最新研究进展。总结出Mg-TM-Ln合金体系是最具潜力的镁基大块金属玻璃体系。介绍了目前镁基大块金属玻璃的研究重点及其发展趋势。     

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。     

FeMoCrPC非晶态合金的制备及其性能研究

通过Fluxing提纯技术和J-quenching快速凝固技术相结合的方法制备Fe_(80-x-y)Mo_xCr_yP_(13)C_7(x=3,y=0;x=5,y=0;x=7,y=0;x=5,y=5;x=5,y=10;x=0,y=5,a(%))块体非晶态合金,研究Mo和Cr部分置换Fe对合金性能的影响。结果表明,用Mo和Cr适量置换Fe可以有效提高合金的玻璃化形成能力,但过量置换将导致玻璃化形成能力下降;随着Mo和Cr含量的增加,合金的玻璃转变温度(T_g)和起始晶化温度(T_x)均增加,合金热稳定性提高;随着Mo含量的增加,合金抗腐蚀性能先增加后减小,当Mo含量a(%)为5%时合金抗腐蚀性能最好,随着Cr含量的增加,合金抗腐蚀性能提高。     

大块非晶合金的制备方法

介绍目前大块非晶态合金材料的制备方法及其特色,并对各种制备方法的优缺点进行了讨论,最后对大决非晶合金制备方法的研究方向进行了展望.现阶段要想实现大块非晶态合金产品的工业化生产及应用需要开发新的制备方法或设备,对原有制备技术不断优化,改善现有的冷却环境,以及降低对原料纯度的要求.     

Zr-Al-Co块状非晶的成分优化

运用等电子浓度和变电子浓度线判据实现了Zr—Al—Co块状非晶合金的成分优化．在(Al50Co50)-Zr等电子浓度线(e／α=1．5)和(Zr9Co4)—Al及(Zr78．5Co21．5)—Al变电子浓度线上设计成分，并通过吸铸法制备块状合金．实验结果表明，在(Al50Co50)—Zr等电子浓度线和(Zr9Co4)—Al变电子浓度线上可形成块状非晶合金，且非晶合金的热稳定性与非晶形成能力随电子浓度的增大而单调递增．其中，(Al50Co50)-Zr等电子浓度线和(Zr9Co4)—Al变电子浓度线交点处形成的Zr53Al23．5Co23．5非晶合金，具有最大的热稳定性和非晶形成能力，特征热力学参数Tg=783K，Tx=849K，Tg／Tm=0．637，Tg／Ti=0．590。     

Evaluation of Cu-Zr-Ti-In Bulk Metallic Glasses via Nanoindentation

In this paper, the mechanical properties of two bulk metallic glasses, Cu₆₀Zr₃₄Ti₅In₁ and Cu₅₈Zr₃₄Ti₅In₃, have been evaluated by nanoindentation tests. The hardness and Young’s modulus of as-cast Cu₆₀Zr₃₄Ti₅In₁ bulk metallic glass increase from the center to the edge of the rod, but Cu₅₈Zr₃₄Ti₅In₃ shows an inverse trend. The Young’s modulus of Cu₅₈Zr₃₄Ti₅In₃ is lower than that of Cu₆₀Zr₃₄Ti₅In₁. For both bulk metallic glasses, serrations on the nanoindentation load-displacement curves depend not only on loading rate but also on the maximum load. Alternatively, the onset position of the appearance of serrations on the curves increases with the loading rate. In addition, the hardness of both samples decreases as the size of the indent increases due to indentation size effects.     

非晶及纳米结构钛合金研究进展

综述了钛基大块非晶的成分-非晶形成能力的对应关系，总结了已知的钛基大块非晶的一次结晶相及力学性能，并阐述了钛基大块非晶的塑性变形机制，以及造成低塑性的因素和改善塑性的方法，着重介绍了铸造纳米结构钛合金的成分、组织和力学性能。通过精巧的成分设计，结合金属模铸造技术，制备出了直径小于5mm，并具有微米尺度β-Ti（M）一次树枝晶相＋纳米尺度棒状β-Ti／γ-TiCu共晶结构的复合组织，其中棒状β-Ti相尺寸在30nm～300nm范围；γ-TiCu共晶基体相由小于10nm的晶粒或亚晶粒组成，这种多层次纳米结构的钛合金具有高强度，同时县有明显的延伸性。