Zr基块状非晶态合金变形与断裂的研究进展

近十几年来,块状非晶态合金的出现进一步提高了人们对非晶态合金的认识,也给进一步开发非晶态合金的应用带来了更加广阔的前景。简要介绍了Zr基块状非晶态合金的力学性能特点,着重叙述了其变形和断裂行为。

块状非晶态合金Zr_(65)Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(17.5)的室温单轴压缩断裂行为

利用IUTM和SEM研究了Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块状非晶合金的室温单轴压缩变形和断裂行为.该合金的室温压缩变形过程主要表现为弹性和塑性变形,并且塑性变形阶段没有加工硬化现象.宏观形貌观察发现样品形成与压缩方向呈约45°的变形带.塑性变形以剪切带粘性流层相对滑动的方式进行,在变形过程中形成脉络状断面形貌.裂纹于塑性变形积累到一定程度之后,在切变变形较大的区域表面形成.裂纹从萌生、扩展到断裂,时间极短.流变积累和应力集中综合作用的结果导致断裂.

合金元素对Zr基大块非晶晶化行为的影响

利用准晶的共轭结构模型构造出了Zr 基非晶合金中准晶相的原子结构模型,用递归方法研究了合金元素对非晶晶化过程的影响。结果表明:Zr 基非晶合金析出的准晶相存在Zr6Ni,Ni6Zr 2 种结构, Ni6Zr 结构优先析出;合金元素Ag,Pd,Pt,Au 固溶于准晶中时,占据Cu,Ni 原子的位置,增大近邻原子间的相互作用,这从电子理论角度解释了合金元素Ag,Pd,Pt,Au 稳定地促进二十面体准晶(I)相析出的事实。

原位β-Zr相/Zr非晶基复合材料的干摩擦滑动磨损行为

采用铜模喷铸法制备出直径为3 mm的原位β-Zr相/Zr非晶基复合材料,对其在干摩擦条件下的滑动磨损行为进行了研究。结果表明,与纯块状非晶合金相比,Zr基块状非晶复合材料的耐磨性能得到明显的改善。复合材料比纯块状非晶合金具有更低的摩擦系数和磨损速度,最低的磨损速度比纯非晶合金的减小48.1%。同时,包含一定体积分数β-Zr相的复合材料表面磨损比纯非晶合金的轻,只有一些浅的犁沟,其磨削小,显示出轻微的磨粒磨损特征,而纯非晶合金的磨损表面呈现出片状、分层、凸起及深的犁沟等特征,磨削大,为严重的磨粒磨损。复合材料低的磨损速度归因于铸态下析出的分布在非晶基体上的韧性β-Zr枝晶相的存在。该相具有较强的承载、塑性变形和加工硬化能力,通过减小界面处非晶基体的应力集中、释放应变能、限制剪切带和裂纹的萌生与扩展、使塑性变形更加均匀等途径提高耐磨性能。