晶化分数对钛基非晶复合材料热塑性成形能力的影响

目的研究晶化分数对原位晶化钛基非晶复合材料热塑性成形能力的影响,优化Ti基非晶复合材料的制备和设计。方法首先采用电弧熔炼和铜模铸造制备出成分为Ti45Zr20Be29Fe6和Ti45Zr20Be29Cu6的非晶合金,通过连续加热DSC及等温DSC研究其晶化动力学,然后根据得到的等温晶化规律制备不同晶化体积分数的非晶复合材料,并通过静态热机械分析(TMA)表征其热塑性成形能力。结果Ti45Zr20Be29Fe6在406℃与411℃时,等温晶化过程为形核率随时间增大的形核长大过程;Ti45Zr20Be29Cu6在370,375,380,385℃时,等温晶化过程为形核率随时间减小的形核长大过程;XRD物相分析表明,等温处理后Ti45Zr20Be29Fe6和Ti45Zr20Be29Cu6的析出相分别为β-Ti和α-Ti2Zr;两种内生复合材料的热塑性成形能力均随晶化相体积分数的增大而降低,且Ti45Zr20Be29Fe6基体复合材料的热塑性成形能力比以Ti45Zr20Be29Cu6为基底的复合材料更好。结论晶化分数增加会降低钛基非晶复合材料的热塑性成形性能,且其影响程度与复合材料的基体和晶体第二相的特性有关。

铪基非晶合金的晶化动力学研究

采用铜模吸铸方法制备了Hf_(18)Be_(18)Ti_(18)Zr_(18)Cu_(7.5)Ni_(12.5)块体非晶合金。并对铪基非晶合金的晶化动力学进行了研究。结果表明,在连续加热的条件下,根据Kissinger和Ozawa两种方法计算了铪基非晶合金的活化能。根据这两个方程的计算,观察到存在相似的值,并且得出Ex小于Ep,说明铪基非晶合金在整个晶化过程中形核所需的激活能小于晶体长大的激活能。在等温条件下,激活能随着晶化体积分数的增加而降低。造成这种现象的原因是晶体的形核和长大引起的。

Cu_(48)Zr_(45)Al_7金属玻璃非等温晶化动力学研究

为了解决金属玻璃的稳定性问题,分析了Cu基金属玻璃的晶化动力学特征.采用单辊急冷法制备了Cu48Zr45Al7非晶带材,用X射线衍射仪和差示扫描量热仪对试样的非晶结构和特征温度进行了测试.根据VF方程确定了试样的动力学理想玻璃转变温度T0,通过Kissinger、Moynihan和Kissinger-Akahira-Sunose方程分别计算了玻璃转变激活能Eg、开始析晶激活能Ex和局部激活能Eα,并研究其稳定性问题.研究结果表明:玻璃转变温度Tg和开始析晶温度Tx随升温速率的变化具有明显的动力学特征,且T0等于649.4K.基于不同理论模型的Kissinger和Moynihan方程计算出的激活能在误差范围内(±12kJ·mol-1),其结果相一致.当晶化体积分数α<0.5时,局部激活能Eα近似为常数(324±5)kJ·mol-1,表明晶化过程克服恒定的阻力能垒;当α>0.5时,Eα从329.3kJ·mol-1单调减小为282.6kJ·mol-1,晶化过程需要克服的能垒逐渐减小,晶化过程越易进行.

非晶Fe_(52)Co_(34)Hf_7B_6Cu_1合金的形成与热稳定性研究

采用熔体单辊急冷法制备了非晶合金Fe52Co34Hf7B6Cu1薄带,在非晶合金制备过程中,铜辊表面线速度分别为49,45m/s,合金中的元素B分别以纯B和FeB形式加入。研究表明,在同一冷速(49m/s)的情况下,加入纯B制备的非晶态合金的晶化激活能较加入FeB略高,其热稳定性较好;而同样加入FeB制备的非晶合金,冷速较快时(49m/s)制备的非晶态合金晶化激活能较高,其热稳定性较好。

磁脉冲对铁基非晶合金晶化组织和磁性能的影响

采用XRD和VSM等方法研究了经过磁脉冲处理以及晶化退火处理后的Fe64Ni1Al4.5Cu0.5Ga2P9.65B9.6Si3C5.75非晶合金的组织和磁性能的变化。XRD结果表明,经过磁脉冲处理+晶化退火处理后合金的析出相种类和晶化体积分数增加,晶粒尺寸减小,晶粒细化。VSM结果表明,合金饱和磁化强度Ms有所提高,剩余磁化强度Mr、剩磁比Mr/Ms、矫顽力Hc有所降低,合金软磁性能得到改善。

Zr-Al-Cu-Ni-Ag非晶复合材料的显微硬度和剪切带形貌

使用差氏扫描量热仪、维氏显微硬度计和扫描电子显微镜研究了过冷液相区内不同温度等温退火处理对Zr-Al-CuNi-Ag块体非晶合金的显微硬度和剪切带形核、扩展的影响。结果表明,等温退火处理后非晶合金的初晶相为二十面体准晶相(I-相),其体积分数随着退火温度的升高呈现上升的趋势;复合材料的显微硬度随着晶化体积分数的升高呈现增大的趋势;界面压痕下方剪切带密度随着晶化体积分数的升高则呈现下降的趋势。这是等温退火导致非晶合金发生结构弛豫和第二相析出综合作用的结果。