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本文以Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金为研究对象,利用DSC、XRD、热膨胀仪、电子万能试验机、SEM、TEM等手段系统研究了钛基非晶合金的结构弛豫和晶化行为,探讨了不同温度压缩载荷作用下的力学性质和变形破坏机制,主要研究内容和结论如下: 利用DSC、XRD等技术研究了Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金的晶化行为。其中,连续升温过程的晶化动力学分析表明,Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶薄带在各个特征温度下的激活能Eg、Ex1和Ep1分别为384,228,306KJ/mol,均高于块体非晶合金相应的激活能,说明其热稳定性强烈地依赖于玻璃转变过程中的冷却速率,快凝薄带的热稳定性高于块体合金。 利用热膨胀仪分析了Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金的结构弛豫和晶化特征,测得其晶化前的平均膨胀系数为α=9.89x10-6K-1,随着晶化过程的进行,膨胀系数急剧降低。结合晶化行为的研究,认为Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金在升温过程中存在三级晶化过程,一级晶化为纳米准晶从非晶基体中的析出和长大过程,二级晶化对应着Laves相从残余非晶基体和初生准晶相中的析出过程。Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金在643K等温晶化的Avrami因子n(x)值在1~4之间,等温初期n(x)=1~2.5,表明准晶相的形核和长大主要为扩散控制的一维生长方式,后期n(x)=2.5~(?),表明析出相的生长方式为扩散控制的三维生长。 Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金室温(293K)压缩载荷作用下表现出较好的塑性,且随着应变速率的降低塑性增大,抗压强度σbc,可达1990MPa左右,压缩断面呈典型的脉络状花样,试样侧面出现许多与断面相垂直且相互平行的剪切带:在初始晶化阶段由于纳米准晶的析出导致其显微硬度显著提高,但随着准晶相的长大和Laves相的析出,非晶合金的显微硬度和压缩断裂强度迅速下降。 低温(77K)下Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金的抗压强度有所提高,达2223MPa,但由于低温抑制了剪切带的扩展,断裂前没有表现出宏观塑性,断面脉络状花样大幅度减少。在过冷液相区(601K和621K)Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金塑性可达40%以上,且随着应变速率的减小,屈服极限由987MPa下降到760MPa,表明该合金具有较好的热加工潜力。