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题目:块体非晶合金力学性能的热稳定性

关键词:锆基块体非晶合金,非晶形成能力,稀土元素,力学性能,蠕变

  摘要

本论文研究了添加La、Dy等稀土元素对Zr-Al-Co系非晶合金的非晶形成能力的影响,对其力学性能进行了研究,并对锆基非晶合金中非晶形成能力较高的Zr-Al-Cu-Ni块体非晶合金力学性能的热稳定性进行了探索。采用铜模浇铸法制备了Zr-Al-Co-La、Zr-Al-Co-Dy非晶合金,采用X射线衍射(XRD)及差示扫描热分析研究了其形成能力及热稳定性。采用压缩实验、维氏硬度计研究了Zr-Al-Co-La非晶合金的力学性能。采用铜模快速凝固铸造法制备了Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金,对其进行弹性变形范围内的弯曲,并做油浴加热处理,在热处理前后对其力学性能进行测试,研究其块体非晶合金力学性能的热稳定性。本论文的研究结果表明:1%的La及Dy元素的添加能够提高Zr-Al-Co系非晶形成能力。其中,Zr-Al-Co-La非晶合金的临界尺寸达到了10mm。压缩断裂强度为:1684MPa,杨氏模量:79GPa,弹性变形2.2%,没有塑性变形,维氏显微硬度为:592,显示了良好的力学性能。在温度达在170℃到200℃范围内时,Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金会产生明显的蠕变行为,且蠕变变形随着温度的提高速度加快;通过XRD、DSC测试结果看,该热处理没有使其产生晶化行为,且对热学性质没有明显的影响;发生蠕变变形后,反复在正反两个方向上进行弯曲并做热处理,研究了其继续变形能力;经过处理后,对其表面进行观察,没有明显的变化;进行力学性能的测试,发现,合金的显微硬度没有明显的变化,弹性模量有一定的降低。