B2-CuZr相增强非晶复合材料组织调控研究进展

B2-CuZr相增强非晶合金因增强相特殊的“相变诱导塑性”而表现出优于传统增强相的综合力学性能,成为近年来材料领域的研究热点之一。然而原位自生B2-CuZr相的含量、尺寸及其分布难以调控,且铸造过程中易发生共析分解,限制了此类材料的应用范围。通过铸造工艺控制、合金成分调控及后处理等方法可有效解决上述问题。本文将对B2-CuZr相增强非晶复合材料的组织特点、增强机制及复合组织调控方法等方面进行综述,并对其未来发展进行简要展望。

Nb对Cu-Zr-Al-Y块体非晶组织结构和力学性能的影响

利用铜模喷铸工艺制备了准2mm棒状(Cu45Zr45Al6Y4)100-xNbx(x=0,1 at%,2 at%,3 at%)合金试样。通过对试样进行XRD、DSC、单轴压缩、SEM及EDS分析,探究了Nb的添加对Cu45Zr45Al6Y4-合金非晶形成能力、组织结构以及力学性能的影响。结果表明:Nb降低该合金系的非晶形成能力(GFA),促进晶相析出;1at%Nb添加有利于在(Cu45Zr45Al6Y4)100-xNbx块体非晶基体内获取高体积分数的B2-Cu Zr强韧相,从而明显提高了合金的室温塑性。

Nb元素对Zr-Cu基非晶合金力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了直径为3mm的(Zr_(0.48)Cu_(0.36)Al_(0.08)Ag_(0.08))_(100-x)Nb_x(x=0,1,2,4)非晶试样,分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、力学性能试验机对合金的相组成、力学性能进行研究。结果表明,随Nb含量的增加,非晶合金的玻璃形成能力不断降低,试样由完全非晶结构变为非晶基体与晶体相的复合结构。此外,试样的塑性先增加后减小,当x=2时试样塑性达到最大值,最大塑性应变为1.025%,并且出现了一定的加工硬化现象。x=4时最大断裂强度为1.723GPa且加工硬化现象最明显。因此,添加适量Nb元素有利于Zr_(48)Cu_(36)Al_8Ag_8非晶合金室温塑性的提高。