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非晶合金具有长程无序、短程有序、宏观均匀、各向同性和短程不均匀的特点,使其表现出优异的力学性能、物理性能和化学性能。尤其在力学性能方面优于相同合金成分的晶态金属。但是由于非晶合金的脆性和缺少可加工性严重限制了非晶合金在工程材料上的应用。相关学者通过“喷丸”工艺在非晶合金表面引入残余压应力,发现经过喷丸处理的试样可以承受更大的塑性变形,其他力学性能也得到了提升。本文将通过引入预应力的方法来代替残余应力研究非晶合金的力学性能。 为了揭示非晶合金的微观变形及结构变化与力学性能之间的关联。本文以铸态和650K退火态Zr46Cu37.6Ag8.4Al8块体非晶合金为研究对象,基于弹性接触理论、材料均匀各向同性以及弯曲平面假设,采用纳米压入技术测得载荷P、深度h以及接触刚度S等基本参量,研究由四点弯曲引入的不同预应力状态下的力学性能。力学性能研究主要包括弹性模量、硬度、屈服应力和蠕变。实验数据分析得到以下结论: 1.无论是铸态还是650K退火态Zr46Cu37.6Ag8.4Al8块体非晶合金试样,预应力对于弹性模量没有影响;压缩预应力对于其硬度和屈服强度起到了强化作用,而拉伸预应力起到了软化效果;而铸态试样的蠕变位移基本不受预应力影响,650K退火态试样的蠕变位移逐渐增加随着预应力从压应力到拉应力。 2.Zr46Cu37.6Ag8.4Al8块体非晶合金的650K退火处理整体加强了其力学性能,同时也使得650K退火态试样的力学性能对于预应力的敏感性远高于铸态。 本文的研究有助于进一步探索块体非晶合金的力学性能与微观结构之间的联系。对于实际问题的指导意义在于非晶合金在应用中应多使其处于压应力状态下,尽量避免处于拉应力状态下工作。这样就会提高其力学性能,增加其可靠性及使用周期。非晶合金如果能克服其脆性这个瓶颈,那么会大大提高其在工程材料上的应用。2560.92 3154.89