CuZr基塊體非晶復合材料的制備及其組織結(jié)構與性能的研究.pdf

1、CuZr系塊體非晶合金以其較低的成本、優(yōu)良的非晶形成能力和力學性能受到國內(nèi)外研究者們的廣泛關注。且研究表明，在該合金系中如果存在B2-CuZr結(jié)晶相，合金的塑性將大大提高，并表現(xiàn)出明顯“加工硬化”現(xiàn)象。因此，通過合理的微合金化，進一步提高 CuZr合金系的非晶形成能力(GFA)，形成大尺寸塊體非晶合金，從而制備大塊強韌非晶合金基復合材料，已成為非晶材料領域的研究熱點。本文選取Cu47Zr47Al6合金系，通過加入微量元素Y，探究Y的添加

2、對合金非晶形成能力、組織結(jié)構以及力學性能的影響；并選取實驗條件下?lián)碛凶詈梅蔷纬赡芰Φ暮辖鹣担謩e通過冷軋及添加不同含量Nb和Ta，促進B2-CuZr增強相的生成，以期制備出具有優(yōu)良綜合力學性能的塊體非晶基復合材料。
　　選用純度相對較低的原材料，利用真空銅模噴鑄技術制備出名義成分為(Cu0.47Zr0.47Al0.06)100-xYx(x=0,2,4,6 at.％)，φ=2 mm的棒狀合金試樣。通過X射線衍射儀、差示掃描量熱儀、

3、全自動壓力試驗機、金相顯微鏡、顯微維氏硬度儀，分析 Y的添加對合金非晶形成能力及力學性能的影響。結(jié)果表明：在一定量范圍內(nèi)，加入Y能明顯提高Cu47Zr47Al6合金系的非晶形成能力，抑制B2-CuZr相的共析分解。在本實驗范圍內(nèi)，Y加入量為4 at.%的試樣玻璃形成能力(GFA)最好，抗壓強度達到最大值1859 MPa。
　　選取具有最好非晶形成能力的(Cu0.47Zr0.47Al0.06)96Y4成分，真空噴鑄制備1.5 mm×

4、5 mm的板條狀試樣，通過冷軋促進結(jié)晶，探究形變對合金組織結(jié)構和力學性能的影響。結(jié)果表明：形變率為6.67%的預冷軋沒有改變試樣的結(jié)晶相組成，在鑄態(tài)和軋后試樣中，結(jié)晶相均為B2-CuZr、Cu10Zr7、CuZr2以及少量氧化物雜質(zhì)相。但冷軋明顯增加了試樣中結(jié)晶相的含量。結(jié)晶相和殘余應力的綜合作用，使軋后試樣硬度提高。
　　在(Cu0.47Zr0.47Al0.06)96Y4合金的基礎上分別添加不同含量的Nb、Ta元素，制備出名義成

5、分為(Cu0.45Zr0.45Al0.06Y0.04)100-xNbx(x=0,1,2,3 at.%)、(Cu0.45Zr0.45Al0.06Y0.04)100-xTax(x=0,1,2,3 at.%)，φ=2 mm的棒狀合金試樣，探討Nb、Ta的加入對非晶合金組織及性能的影響。結(jié)果表明：Nb的添加降低了合金系的非晶形成能力，且Nb作為異質(zhì)形核劑促進了B2-CuZr相的析出，改善了試樣的力學性能。在本實驗范圍內(nèi)，當Nb添加量為1 at.