銅基非晶在過冷液相區(qū)的變形行為研究.pdf

1、半個多世紀以來，科學研究者們在材料的超塑性機理、冶金學、力學特性和應用技術等方面開展了廣泛的研究。超塑性研究從觀察某些金屬及合金的超塑性現(xiàn)象開始，進而深入研究其力學性能和變形機理，直到應用研究，已走過了漫長的歲月。在現(xiàn)代科學技術飛速發(fā)展的21世紀，超塑性的研究是否還有生命力，超塑性理論研究如何深入、應用前景如何，是超塑性研究者們及其它材料工作者密切關注的問題。
　　本文制備了代表性的銅基非晶，探究其在過冷液相區(qū)的變形行為是否具有超

2、塑性，并探究影響超塑性的因素，如變形溫度、變形速率。在此基礎上，研究第四組元Y對非晶合金力學性能的影響，尤其是對超塑性的影響。取得以下研究結果:
　　通過銅模吸鑄法成功制備Cu-Zr-Al非晶，其中Cu45Zr47Al8的綜合力學性能、玻璃形成能力較好，樣品雜質(zhì)少，表明該合金成分適合作為研究過冷液相區(qū)變形行為研究的樣品。對Cu45Zr47Al8和（Cu45Zr47Al8）98Y2的棒材進行XRD檢測和金相分析，發(fā)現(xiàn)為完全非晶，非晶

3、形成能力均良好，且(Cu45Zr47Al8)98Y2更穩(wěn)定。進行DSC熱分析，發(fā)現(xiàn)加入Y元素能有效增寬過冷液相區(qū)，但高溫下晶化孕育時間短。
　　對Cu45Zr47Al8合金進行高溫壓縮實驗中，溫度在Tg與Tx之間時變形起始會發(fā)生應力過沖，隨后應變會隨著應力緩慢增加，并非牛頓流體形變，具有良好超塑性。溫度在較高尤其是在480℃與490℃，材料在壓縮過程中應力過沖現(xiàn)象不明顯，發(fā)生均勻的牛頓流體變形，且在極低的應力下發(fā)生極大的形變，說明

4、在該溫度下，材料具有良好的超塑性。
　　Cu45Zr47Al8合金在低加載速率（5×10-4s-1和1×10-3s-1）的壓縮實驗中，隨加溫度增加，試樣的應力應變曲線均表現(xiàn)出由彈性變形直接進入穩(wěn)態(tài)變形，甚至應力過沖現(xiàn)象消失，試樣均展現(xiàn)出超塑性。在高加載速率（5×10-3s-1和1×10-2s-1）下，脆性斷裂的試樣并沒有展現(xiàn)超塑性，隨溫度升高試樣在變形起始階段伴隨有應力過沖現(xiàn)象的出現(xiàn)，隨后表現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)變形行為，展現(xiàn)出超塑性。