銅鈦基金屬玻璃的耐磨性研究.pdf

1、大塊金屬玻璃獨(dú)特的高強(qiáng)度、高硬度和良好韌性等優(yōu)異的性能特點(diǎn)，使其成為一種極具應(yīng)用前景的工程材料，對(duì)金屬玻璃力學(xué)行為的研究是其工程應(yīng)用的重要基礎(chǔ)之一。塊狀金屬玻璃力學(xué)性能的研究還處在初級(jí)階段，不但試驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠齊全，且有矛盾之處，即便是對(duì)某一具體性能現(xiàn)象的分析也還只是泛泛而談，尚無(wú)系統(tǒng)的理論形成。所以，對(duì)作為未來(lái)優(yōu)異結(jié)構(gòu)材料的塊狀金屬玻璃的性能的研究應(yīng)該是以后幾年甚至幾十年的熱門課題?？梢灶A(yù)測(cè)，塊狀金屬玻璃力學(xué)性能及機(jī)理研究的蓬勃發(fā)展終將帶

2、來(lái)結(jié)構(gòu)材料的又一次大革命了。對(duì)金屬而言，高的強(qiáng)度和硬度往往意味著好的耐磨性，所以研究金屬玻璃特別是塊狀金屬玻璃的耐磨性也很有必要。本文利用差熱掃描熱分析儀(DSC)析了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃的晶化動(dòng)力學(xué)；采用X-Ray衍射儀分析了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃連續(xù)升溫時(shí)的晶化過(guò)程；利用萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)和顯微硬度計(jì)研究了退火對(duì)Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni

3、7.5Si1金屬玻璃的力學(xué)性能的影響；并使用磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)研究了Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃及其經(jīng)700K，773K保溫15min后的耐磨性能。 根據(jù)不同升溫速率的DSC曲線，用Kissinger方法計(jì)算Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1的玻璃轉(zhuǎn)變和晶化的表觀激活能分別為718.6Kj·mol-1和274.5kJ·mol-1。Ti4

4、1.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃連續(xù)升溫時(shí)發(fā)生晶化的過(guò)程為：Am(Amorphous)→Am'+Cu4Ti3→Am"+Gu4Ti3+Cu01Si1.9Ti→Am′″+Gu4Ti3+Cu0.1Si1.9Ti+CuTi→Am+CuTi+Cu01Si1.9TiTi41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃經(jīng)等溫退火后，其顯微硬度值隨著退火溫度的升高而增加，壓縮斷裂也由彈性—塑性的應(yīng)力—應(yīng)變行為轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、壓縮變形全部為彈性變形--沒有塑性變形的斷裂；斷裂特征也由塑性斷裂轉(zhuǎn)變成由非晶基體控制的解理斷裂、由析出相控制的脆性斷裂。 耐磨性實(shí)驗(yàn)研究表明，Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃及退火試樣的重量損失均與行程成線性關(guān)系；773K退火的Ti41.5Zr2.5Hf5Cu42.5Ni7.5Si1金屬玻璃的耐磨性最好，700K退火的試樣次之，鑄態(tài)最差，耐磨性符合晶體材料的磨料磨損簡(jiǎn)化模型。退火后由于晶化相的出