热处理对Hf-基非晶合金力学性能的影响

采用铜模浇铸法制备Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10块体非晶合金,并对其进行等温退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对非晶合金的晶化行为进行了分析,并通过MTS810实验机及场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究了等温退火对合金力学性能的影响。结果表明,该非晶合金等温退火相转变进程为:非晶→非晶+Al16 Hf6Ni7→非晶+Al16 Hf6Ni7+CuTi2→CuHf2+CuTi2。合金断裂强度随退火温度的升高先增大后减小。743 K等温退火后,合金断裂强度达到最大值2400 MPa,弹性应变为3.0%。在Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10块体非晶合金压缩断口上观察到纳米级韧窝及周期性条纹结构。随着退火温度的升高,周期性条纹间距逐渐减小直至消失,断口形貌呈现为脆性解理断裂的河流状花样。

Hf-基非晶合金的力学性能研究

利用MTS810实验机和分离式霍普金森压杆(SHPB),对Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10块体非晶合金进行了准静态和动态压缩实验,应变速率范围为10-4～103s-1,给出了不同应变速率下非晶合金的应力-应变曲线,并对其压缩断口形貌进行了扫描电镜观察。结果表明:在准静态压缩条件下,Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10非晶合金不具有应变速率敏感性,在由放射区和扇形区组成的断口形貌上观察到纳米级韧窝和60nm左右的周期性条纹结构;在动态压缩条件下,随着应变速率的增加,动态屈服强度明显减小,合金具有应变速率敏感性,同时断裂表面为夹杂着脉络条纹的絮状结构。进一步观察发现,动态压缩断口上存在3种特征断裂形貌:树枝状条纹、典型脉络花纹和合金熔体。