初晶型晶化Zr50Ni27Nb18Co5非晶合金高温力学性能研究

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近些年,自从应用气相沉积的方法制备非晶合金以来,非晶合金就凭借其高硬度、高强度,耐腐蚀等优良的性能深受广大研究者的喜爱,得到了广泛研究和迅速发展。但是经过研究发现Al基、Fe基以及Zr基非晶合金在室温的环境下几乎不发生塑性变形,这就明显限制了非晶合金的应用。团队先前的研究结果发现,初晶晶化型Al基和Fe基非晶合金的高温变形研究中存在明显的应变强化现象,并初步怀疑出现该种应变强化现象是与非晶合金属于初晶晶化型的非晶合金类型有关,即析出的初晶相α粒子和变形过程中动态晶化引起的。但是这种共性的研究较少,因此,选取初晶晶化型的Zr50Ni27Nb18Co5这一成分的Zr基非晶合金为研究对象,利用真空熔炼炉制备母合金锭,采用单辊熔体急冷法制备条带样品,通过不同的拉伸实验温度和初始应变速率条件来研究非晶合金条带在高温下的变形情况,并对拉伸过后的条带样品进行结构表征以及微观形貌观察来探究其高温变形情况及断口形貌。Zr50Ni27Nb18Co5非晶合金的高温拉伸实验结果表明:该条带样品在应变速率为1×10-4 s-1,温度分别为420℃、430℃、440℃、500℃、510℃的高温拉伸应力应变曲线中表现出应变强化现象;当实验温度一定时,应变速率越低越容易发生应变强化现象;当应变速率一定时,实验温度越高,样品条带的抗拉强度和屈服强度越低。另外,利用DSC得到相同条件下同一根条带的变形部分与未变形部分的热焓值,然后与初始状态下的非晶合金条带的热焓值作比较,可得出变形部分的热焓值大于未变形部分的热焓值,从而可以知道变形有利于晶化相的析出。而且在相同加载条件下,通入氩气后对非晶合金条带进行高温拉伸,拉伸的实验结果表明:氩气环境下,条带样品在440℃和520℃时存在应变强化现象,而且条带样品的抗拉强度、屈服强度、应变量普遍均优于未通氩气的环境下。不同温度、应变速率下的得到的断口形貌也有所不同,断口形貌中即存在脉状纹路又存在河流状纹路,文理清晰,纹路密集细小的脉状纹路或河流状纹路对应较高的塑性变形能力。
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