内生钛基非晶复合材料高温力学性能及微观变形机制

发布时间：2024-03-23 21:00

　　块体非晶合金由于其独特的力学性能,如弹性极限高、屈服强度高、抗腐蚀性能优良等,已受到各国研究者的普遍关注。然而,在室温变形时,块体非晶合金由于高度局域的剪切带迅速扩展导致其脆性断裂,限制了其在结构工程应用。为了改善非晶合金的宏观室温塑性,通过向非晶基体中引入内生或外添加第二相制备出非晶复合材料,第二相可以有效阻碍单一剪切带的迅速扩展、诱发多重剪切带,进而提高材料的塑性。钛基非晶复合材料由于兼有非晶高强度、高硬度以及钛合金高比强度、优异断裂韧性的特点,在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文研究了钛基非晶复合材料组织、变形条件等与其高温力学性能的关系,实现了该材料的高温超塑性变形、通过高分辨率透射电镜揭示了其超塑性变形机制,构建了其本构模型、绘制了其热塑性成型图,并且研究了高温变形后钛基非晶复合材料的力学性能,为内生非晶复合材料的实际加工成型及其工程应用提供实验与理论依据。(1)通过研究Ti₄₇Zr₁₉Be₁₅V₁₂Cu₇(atom%)非晶复合材料在高温(580 K⁷

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图1-1(a)CuZr合金的无定型结构(b)立方晶体结构示意图

合金是金属及合金从液体凝固过程中，采用快速凝固(104~106K/s)、气反应、机械合金化或离子注入等手段使得合金内部原子不像传统合金呈现，在长程无序的排列状态下即被冻结，呈现出混乱的状态，就得到非晶又被称为金属玻璃，然而并不是由于它像普通玻璃一样脆而透明，而是因属的内部原子是....

图1-2非晶合金体系可制备的最大直径及所发现年份[4]

太原理工大学硕士研究生学位论文2006年，哈尔滨工业大学的沈军课题组设计制备的直径为14Y2C15B6的非晶合金成为目前直径最大的Fe基非晶合金[21]。2计出Ti-Zr-Ni-Cu-Be体系的非晶合金，临界尺寸大于50mm。2制备的Zr46Cu30.14Ag8.....

图1-3非晶合金与传统晶态合金关系对比(a)拉伸强度与杨氏模量和(b)硬度与杨氏模量[25]

太原理工大学硕士研究生学位论文更高的弹性功，由此，非晶合金可成为良好的储能材料，同时由于非晶合金拥有相当高的硬度使其成为良好的耐磨材料。此外，非晶合金拥有良好的抗疲劳能力，由于非晶合金完全无序的微观原子结构，当其经历外力长期加载时，不同于晶态合金中位错的形核和扩展变形机制，新的裂....

图1-4非晶合金超塑性成型(a)La55Al25Ni20过冷液相区20000%变形；(b),(c)微成型零件Fig.1-4SuperplasticformingofBMG(a)20,000%deformationofthesubcooledliquidregionof

非晶合金超塑性成型(a)La55Al25Ni20过冷液相区20000%变形；(b),(c)微成uperplasticformingofBMG(a)20,000%deformationofthesubcooledliquiLa55Al25Ni20;(b),....

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