zrcualsi大块非晶合金形成及力学性能

《zrcualsi大块非晶合金形成及力学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第2期稀有金属材料与工程Vol.38,No.22009年2月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGFebruary2009ZrCuAlSi大块非晶合金形成及力学性能张宝庆，范长增，田慧，山圣峰，战再吉，刘日平，王文魁(燕山大学，河北秦皇岛066004)摘要：通过铜模铸造法制备(Zr47Cu44Al9)100-xSix(x=0,0.5,1,1.5,2.5)大块非晶合金。利用差热分析、X射线衍射、显微硬度和室温压缩试验,研究分析添加Si元素对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力、热稳定性及力学性能的影响。结果表明，适量Si的加入能显著提高非晶合金的热稳定性

2、，当Si的加入量为1.5时，合金具有最大的非晶形成能力，其纯非晶试样的临界尺寸由Zr47Cu44Al9的4mm增大到(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5的6mm。Si提高非晶形成能力的原因主要是抑制了引起异质形核的CuZr相的形成与析出。力学性能实验显示，显微硬度(Hv)随Si的加入由Zr47Cu44Al9合金的5850MPa增大到(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5合金的6220MPa，(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5合金的断裂强度为1862MPa。关键词：ZrCu基非晶合金；玻璃形成能力；热稳定性；力学性能中图法分类号：TG139.8文献标识码：A文章编号

3、：1002-185X(2009)02-0331-04非晶合金由于其独特的结构、优异的性能、广阔将纯度大于99.9%的Zr，Cu，Al，Si，按照的应用前景，从一开始出现就激发各国科学家极大的(Zr47Cu44Al9)100-xSix(x=0，0.5，1，1.5，2.5)的成分比研究热情，大块非晶合金的出现使得其作为结构材料例，在Ti吸气的电弧炉里熔炼成合金锭，为保证成分和功能材料的应用前景变得更加宽广。很多国家都在均匀，每个试样反复熔炼4遍。用电弧重熔铸锭，然大块非晶领域投入大量的人力、物力，很多的大块非后靠重力作用滴铸到铜模里面，得到长度为150mm，[1,2]晶合金体系先后被开发出来

4、。ZrCu基非晶具有高直径为2~8mm的合金棒。利用STA449C差示扫描量的抗拉强度和良好的塑性，不含有毒元素，不含贵金热仪(DSC)分析制备试样的热性能，分析过程中氩气属，具有较强的非晶形成能力和宽的非晶形成成分区保护，其加热速率为20K/min。为防止制样过程中试[3~8]间，是很有前景的结构材料，因此受到广泛的关注。样晶化，用装有金刚石锯片的慢速锯切割试样。利用人们通过研究发现，有目的地进行元素的掺杂和替换，D/max-2500/PCX射线衍射(XRD)仪对试样进行结构是制备高非晶形成能力非晶合金的一个行之有效的方分析，衍射仪用的是Cu靶，Kα辐射。显微硬度测试[2,9,10]法

5、。因此非晶合金的微合金化受到很多非晶研究在Hvs-1000数显显微硬度计上进行。压缩试验在室温人员的重视。类金属原子Si对很多合金体系的非晶形条件下使用直径为2mm，高为4mm的标准圆柱铸态[11]成能力都有明显的促进作用，例如Cu47Ti34体系，棒在INSTRON-5569试验机上进行，应变速率为[12,13]-4-1NiTiZr体系等。2×10s。本实验研究了少量Si的添加对Zr47Cu44Al9合金2结果与讨论非晶形成能力、热稳定性及力学性能影响。结果表明，少量Si的加入能明显提高Zr47Cu44Al9非晶合金的非图1a为添加不同Si合金的DSC曲线。从中可以晶形成能力及热稳定性

6、，当Si的含量为1.5时，纯非看出，所有合金曲线都有明显的玻璃转变及晶化峰存晶合金试样的直径由Zr47Cu44Al9合金的4mm增大到在，通过标定曲线，可以标出合金的玻璃转变温度Tg，(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5合金的6mm，显微硬度(Hv)由晶化温度Tx。随着Si加入量的增加，合金特征温度5850MPa增大到6220MPa，其压缩断裂强度为1862Tg、Tx都明显向高温端移动，这说明Si的加入使得非MPa。晶合金的热稳定性显著提高。当Si的加入量为1.5时，Tg、Tx分别达到726.3、795.9K，比未加入Si的非晶1实验方法合金分别提高近10和19K（原始合金的Tg

7、、Tx分别收到初稿日期：2008-01-23；收到修改稿日期：2008-03-20基金项目：国家自然科学基金项目(50325103)和国家“973”项目(2006CB605201)资助作者简介：张宝庆，男，1977年生，博士研究生，燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北秦皇岛066004，电话：0335-8501191，E-mail：bqzhang@ysu.edu.cn·332·稀有金属材料与工程第38卷为716.5、7