国家教育部博士点基金(20116201120003)
- 作品数：13 被引量：29H指数：3
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- Cu-Zr-Al-Nb块体金属玻璃的非晶形成能力和力学性能（英文）被引量：2
- 2015年
- 采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备不同直径的Cu46Zr44Al5Nb5非晶合金,并研究其非晶形成能力和力学性能。XRD分析、DSC曲线和透射电镜的选区电子衍射花样结果表明,直径分别为3,4,6 mm的合金棒均为全非晶结构,该合金成分具有良好的玻璃形成能力和热稳定性,其过冷液相区宽度和约化玻璃转变温度分别为52 K和0.60。由TTT曲线计算得出合金的玻璃形成临界冷却速率为3.985 K/s。不同尺寸合金棒凝固过程中的冷却速率不同,导致制得不同直径合金棒的X衍射峰强度、晶化焓和断裂强度呈现显著差异。
- 赵燕春寇生中袁小鹏李春燕于朋蒲永亮徐娇
- 关键词：块体非晶合金非晶形成能力力学性能
- Fe合金化对Cu36Zr48Ag8Al8非晶合金的组织和力学性能影响被引量：1
- 2013年
- 选择Cu36Zr48Ag8Al8BMG作为基体合金,研究Fe元素合金化对组织和力学性能的影响,分析了相分离非晶结构和纳米晶对合金力学行为的作用机理,并利用维氏硬度计考察了Fe的掺杂对合金各相的相对硬度、塑性和压痕形貌的影响规律。结果表明,TEM衬度的眀相为富Fe相,暗相为富Cu、Ag相,由于具有不同的模量和硬度的相分离两相结构的存在,非晶合金在外力加载时呈应变硬化,而晶粒尺寸<5 nm的纳米晶起到弥散强化作用,使合金的强度进一步提高。维氏压头作用下使准脆性的非晶合金发生显著的塑性变形,非晶相硬度较高,其维氏压痕的周围形成了少量半圆型剪切带,且在同样的塑性变形量,塑性越好,剪切带的数量较多、间距较小。晶相硬度较低,其压痕周围没有裂纹出现。
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- 关键词：块体金属玻璃合金化维氏硬度
- 析出相对锆基非晶复合材料组织和力学性能的影响
- 2014年
- 利用铜模吸铸法制备(Zr0.72Cu0.28)100-xAlx(x=0,2,4,6,8,10,12和14)合金棒状试样,研究了合金的非晶形成能力和析出相与力学性能之间的关系。结果表明,随着Al含量增加,非晶形成能力提高;析出相体积分数和尺寸减小,分布更加均匀;综合力学性能逐渐提高,x=12时抗压强度和塑性应变均达到最高值,分别为1 773MPa和7.45%。
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- 关键词：非晶复合材料非晶形成能力AL含量析出相力学性能
- Cu_(50-x)Zr_(40+x)Al_5Nb_5合金非晶形成能力、组织结构及力学性能研究
- 2015年
- 选择Cu50-x Zr40+x Al5Nb5(x=0,2,4,6)合金,研究主要元素成分变化对非晶形成能力和组织的影响,分析了组织结构和力学性能的关系。结果表明,玻璃形成最优成分为Cu46Zr44Al5Nb5,ΔTx、Trg、γ参数分别为51.9 K,0.60,0.401,具有良好的热稳定性。全非晶结构的Cu46Zr44Al5Nb5合金其断裂强度高达1811 MPa,无明显宏观塑性变形;断口表面较平整,且伴有明显的脉络状花样大面积的分布在断面上,扩展方向一致。非晶-晶体复合结构的Cu44Zr46Al5Nb5合金具有较好综合力学性能,其断裂强度达到1747 MPa,塑性应变为3.94%;断口平滑区分布着大面积细密且深的脉络状花样,剪切带宽度约为40μm,与压缩轴向约成45°。Cu44Zr46Al5Nb5合金析出结晶相的尺寸小于剪切带的宽度,且分布均匀,外力加载时对非晶基体起到一定的增韧作用。结晶相的组织结构和尺寸分布决定了非晶-晶体复合材料的力学行为。
- 赵燕春寇生中袁小鹏李春燕蒲永亮徐娇于朋
- 关键词：块体金属玻璃非晶形成能力
- Ti_(66.7)Ni_(20)Cu_(13.3)非晶复合材料的组织和力学性能研究被引量：1
- 2013年
- 选择具有非晶形成能力和形状记忆效应的Ti66.7Ni20Cu13.3合金作为研究对象,制备了不同直径的棒状试样,考察了冷却速率对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明,块体金属玻璃基体中原位析出塑性相-形状记忆合金过冷奥氏体相B2-TiNi,应力加载时能够发生马氏体相变对玻璃基体增强增韧。而在一定冷却速率下,塑性相和脆性金属间化合物相在非晶基体中同时析出,试样最终断裂方式取决于马氏体相和脆性相力学行为的竞争。
- 赵燕春寇生中李春燕蒋维科李超
- 关键词：块体金属玻璃力学性能形变诱导相变
- 半固态处理对Ti基非晶复合材料的组织和力学性能影响被引量：3
- 2015年
- 利用"形变诱导相变机制"对非晶基体同时增强增韧,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了Ti基非晶复合材料。在此基础上,通过半固态处理工艺对凝固过程动力学控制优化组织,研究了半固态处理对试样的组织和力学行为的影响。结果表明,铸态试样组织为过冷奥氏体相、热致马氏体相和非晶复合结构,应力加载形变过程中通过形状记忆晶相TRIP效应对非晶基体增韧,表现为加工硬化行为。铸态试样的心部组织为较粗大的树枝晶,且生长不均匀;经半固态处理后,先析出相按照尖角溶解平面析出长大形式近球化,形成等轴晶,并在磁悬浮搅拌作用下均匀化,获得奥氏体相晶粒细小、圆整度高、组织致密,复合材料组织得到有效优化,(Ti0.5Ni0.48Co0.02)80Cu20合金断裂强度和塑性变形量由2 582 MPa和15%分别提高至2 745MPa和21.5%。
- 赵燕春袁小鹏寇生中赵志平罗文涛李春燕袁子洲
- 关键词：非晶复合材料形变诱导相变力学性能
- Cu_(46)Zr_(44)Al_5Nb_5块体非晶合金的晶化行为研究被引量：6
- 2013年
- 通过磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备了Cu46Zr44Al5Nb5块体非晶合金,并研究其变温晶化行为和等温晶化行为,运用Kissinger法和FWO法分别计算出各特征激活能和阶段激活能,考察了不同加热速度下晶化体积分数和晶化温度、晶化激活能的关系,并绘制了TTT曲线并计算非晶形成的临界冷却速率。结果表明,运用Kissinger法得到玻璃转变激活能E g为231.96 kJ·mol-1、晶化初始激活能E x为351.39kJ·mol-1、晶化峰的激活能E p为401.36 kJ·mol-1,Cu46Zr44Al5Nb5BMG具有良好的热稳定性,由TTT曲线计算非晶形成的临界冷却速率约为3.985 K·s-1。晶化类型主要为扩散控制的共晶型转变,随着晶化量的增大,阶段激活能呈减小的趋势。初始晶化阶段的晶化温度较高,主要是形核和微小晶粒的长大,需要克服较大的能量势垒,而随着温度的降低,晶粒的不断形成,晶化过程演变为主要以形核为主,所需要克服的能量势垒相应减小。在T x+100℃等温晶化退火,析出Cu10Zr7和AlCu2Zr共晶相,随着保温时间的延长,析出相的尺寸和体积分数逐渐增加。
- 袁小鹏寇生中赵燕春李春燕于朋蒲永亮徐娇
- 关键词：块体非晶合金等温晶化
- 半固态处理对(Cu_(0.7)Fe_(0.3))_(88-x)Al_(12)Zr_x非晶复合材料组织和力学性能的影响被引量：1
- 2014年
- 对Cu-Fe非晶合金基复合材料进行了成分设计,研究了半固态处理工艺对(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx组织和力学性能的影响。结果表明,Zr含量增加能够提高(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx的非晶形成能力,x=50时试样为全非晶结构,过热吸铸试样其过冷液相区宽度ΔTx为92.4 K,约化玻璃转变温度Trg和γ参数分别为0.415和0.361,试样具有良好的热稳定性和非晶形成能力,且其断裂强度显著高于复合材料,压缩断裂强度高达1734 MPa。x=10的试样中马氏体相对塑性的提高有一定效果,但是缺乏非晶基体的强度。随着Zr的添加,Fe的比例降低,试样中塑性相消失,析出脆性金属间化合物较多,试样脆性大。半固态处理试样的非晶热稳定性降低,有利于晶体相的析出,且母合金经半固态处理过后试样的组织更加均匀,力学性能得到明显改善。
- 袁小鹏寇生中赵燕春李春燕蒋维科
- 关键词：块体非晶合金力学性能
- 形状记忆晶相/铜基非晶复合材料的组织和微观力学行为（英文）被引量：2
- 2017年
- 采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备Cu_(50)Zr_(42)Al_8锥形试样,研究了合金不同直径处的组织和微观力学行为,分析了尺寸效应和裂纹自愈合行为。结果表明,复合材料组织中包括非晶基体相、金属间化合物Al Cu_2Zr相、奥氏体B_2-Zr Cu相和热致马氏体B19’-Zr Cu相。纳米压痕结果表明,单一非晶结构的试样心部硬而表面较软,呈现越小越软趋势,而较大尺寸的非晶复合材料由于析出相的存在,心部软而表面较硬。形状记忆晶相由TRIP效应对非晶基体增强增韧,而Al Cu_2Zr相析出使基体脆化。经150℃/10 min退火后,微观压痕产生的裂纹表现出自愈合行为。加载时,形变诱导B2奥氏体向B19’马氏体相转变并伴随着体积的膨胀,而高于逆转变温度退火,B19’转变为B2相,体积收缩并在组织应力作用下驱动裂纹愈合。
- 袁小鹏赵燕春寇生中赵志平李春燕袁子洲
- 关键词：非晶复合材料自愈合
- 退火温度对钛基非晶复合材料微观织构和力学性能的影响被引量：4
- 2014年
- 利用电磁感应磁悬浮熔炼-铜模吸铸法制备Ti40Ni40Cu20非晶复合材料棒状试样,通过X射线衍射(XRD)、金相显微镜和微机控制电子式万能力学试验机研究了不同温度(150,250,350℃)0.5 h退火处理对合金的组织和压缩力学性能的影响。结果表明:铸态和退火处理后试样均有B2-TiNi和B19-TiNi晶体相析出,并且随着退火温度的升高,析出晶体相体积分数和晶粒尺寸都有所增加,同时低温退火能够使马氏体回转为奥氏体;所有合金试样的压缩试验结果均出现了明显的加工硬化现象;随着退火温度升高,合金的抗压强度和压缩塑性经历了先提高后略微下降的变化趋势,但均高于铸态试样,其值分别由铸态的2247 MPa和11.4%提高到150℃退火后的2541 MPa和19.5%。说明选取合适的退火温度能够有效控制合金内部的晶体相体积分数和晶粒尺寸,从而明显提高钛基非晶复合材料的综合力学性能。
- 徐娇寇生中赵燕春袁小鹏李春燕
- 关键词：退火力学性能
