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非晶合金因具有高的强度、弹性极限、良好的抗腐蚀性和优异的软磁性能等优点而在许多领域具有广阔的应用前景。由于非晶合金长程无序、短程有序的结构特征,大部分非晶合金在室温往往只有很少的宏观塑性甚至没有塑性,这限制了它在工程材料领域的应用。因此,开发具有塑韧性的非晶合金以及研究产生塑韧性的内在机理就具有重要的理论和实际意义。本文以Zr基非晶合金为对象,系统地研究了高温熔体和过冷液相区的脆性参数与塑性之间的关联;通过具有正混合热元素的添加,研究相分离和β弛豫对Zr基块体非晶合金的塑性影响;并进一步研究相分离和形变诱导纳米晶化与Zr基块体非晶合金塑韧性的关联性。本文主要包括以下四个方面的工作:(1)为了探索块体非晶合金的塑韧性的起源,利用表征非晶形成液体的物理量,研究了非晶形成液体的过热熔体的性质以及强脆转变、弛豫、结构等与塑性之间的关联。结果表明,过热熔体在T/TL= 1(T:温度,TL:液相线温度)处的斜率与合金的塑性成负相关的关系;基于实验结果和文献报道的51种非晶合金在玻璃转变温度处的脆度(m)值,发现非晶合金的塑性(ε)与其熔体脆度间存在着正相关的指数关系:ε=92exp[-73/(m-15)]。通过将高温熔体与过冷液相区的性质用强脆转变相联系,进一步发现塑性与强脆转变温度成负相关的关系。它们之间的内在联系可以用弛豫理论来解释,即玻璃形成液体的强脆转变程度与α弛豫、β弛豫的结构单元差异成负相关的关系,强脆转变程度越高,α弛豫、β弛豫的结构单元差异越小,反之亦然。也就是说,合金的塑性与α弛豫、β弛豫的结构单元相差成度成正相关的关系,α弛豫与β弛豫的结构单元相差越大,合金的塑性越高,反之亦然。(2)以Zr-Cu-Al体系为基础,通过添加与Cu具有正混合热的Mo元素,制备出了压缩塑性达到20%以上,抗压强度大于2500 MPa并伴有明显加工硬化的Zr50Cu41.5A15.5MO3块体非晶合金。透射电镜和能谱分析表明,该合金具有相分离的特征,存在富Cu和富ZrMo两种区域。动态机械分析谱表明,随着Mo的添加合金出现明显的β弛豫。这两种物理机制的协同作用导致了合金在室温具有大的压缩塑性。(3)在Zr-Cu-Al体系中,通过调整ZrCu比例以及添加微量Nb元素,制备出了具有不同塑性的Zr-Cu-Al-Nb块体非晶合金。其中,Zr50Cu44Al55Nb05块体非晶合金的室温塑性超过40%,断裂韧性达到151MPam。透射电镜和能谱分析表明,该合金在铸态时发生了相分离,形成了富ZrAl和富Cu两个区域。同时,该合金在变形过程中的剪切带周围以及剪切带中均有5 nm以下的纳米晶析出。变形诱导的纳米晶可以降低剪切带的不稳定性,诱发多重剪切带的出现,从而导致合金塑韧性的提高。(4)通过添加Mo、Nb、Fe、Co等多种元素,并调整ZrCu比例,在Zr54.75Cu21.15Fe4.7A19.4Nb6CO3MO 1块体非晶合金发现了两步加工硬化现象。该合金在塑性变形~5%处发生第一段加工硬化,在该阶段剪切带周围发生了相分离,析出了的第二相非晶;塑性变形超过5%后,发生了形变诱导的纳米晶化导致的第二阶段加工硬化。在两步加工硬化作用下,该合金获得了具有20%以上的室温压缩塑性。