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Al含量對多相增強(qiáng)CuZr基非晶復(fù)合材料組織性能的影響
發(fā)布日期：2024-04-07 瀏覽次數(shù)：2849
非晶合金又稱金屬玻璃，其原子排列具有長程無序發展的關鍵、短程有序的結(jié)構(gòu)特點道路。由于不存在傳統(tǒng)晶態(tài)合金中常見的位錯、晶界等缺陷真諦所在，非晶合金具有高強(qiáng)度指導、高硬度、高斷裂韌性等優(yōu)異性能充分，成為研究熱點進一步完善。然而，非晶合金的室溫脆性與應(yīng)變軟化嚴(yán)重限制了其應(yīng)用競爭力。通過引入晶化第二相制備非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)是提高非晶合金室溫塑性的有效手段之一調整推進。
華中科技大學(xué)吳樹森教授團(tuán)隊通過調(diào)控Al含量探討了非晶復(fù)合材料微觀組織及力學(xué)性能的變化規(guī)律。研究表明兩個角度入手，Al含量會對復(fù)合體系中基體的非晶形成能力產(chǎn)生影響建強保護。隨著Al含量的增大同期，體系中的非晶形成能力先增大后減小生產效率。非晶形成能力的變化會對凝固過程中析出的多相增強(qiáng)結(jié)構(gòu)含量及尺寸產(chǎn)生相應(yīng)影響使命責任，進(jìn)而影響非晶復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和塑性變形能力。因此使用，可根據(jù)不同性能需求進(jìn)行成分選擇情況較常見，實現(xiàn)合金組織與性能的可調(diào)可控。相關(guān)研究成果于2024年2月在《特種鑄造及有色合金》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)主要抓手。
研究人員制備的復(fù)合材料成分為［（Zr0.5Cu0.5）99.5-xAlxSn0.5］0.97Ta3（摩爾比體製，x=5，6創新科技，8服務延伸，分別記為Al5、Al6具有重要意義、Al8）進一步，采用的Cu、Zr強大的功能、Al實際需求、Sn、Ta元素純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）均在99.99%以上優勢。將各元素按摩爾比進(jìn)行配料善謀新篇，在抽高真空后充入高純Ar保護(hù)氣氛下，利用電弧熔煉制備Zr-Ta預(yù)合金便利性，再與其他元素一起進(jìn)行電弧熔煉制備母合金方法。將制得的母合金進(jìn)行感應(yīng)銅模噴鑄。將母合金敲碎提供有力支撐，取小塊放入底部開有小孔的石英管中切實把製度，利用感應(yīng)電流對合金塊進(jìn)行感應(yīng)加熱，完全熔化后利用石英管上方引入的Ar氣流將金屬熔體噴入銅制模具最深厚的底氣，制備直徑為?2mm的棒狀非晶復(fù)合材料試樣協同控製。使用X射線衍射儀進(jìn)行晶體特性表征（圖1），入射角范圍為20°~80°品質，掃描速度為3（°）/min利用好。使用掃描電鏡觀測試樣的微觀和斷口形貌（圖3）。使用熱重/差熱綜合熱分析儀測量試樣差熱信息（圖2）解決問題，判別熱效應(yīng)所對應(yīng)的結(jié)晶系列、相變、熔融等物化過程相互配合。使用萬能材料試驗機(jī)進(jìn)行壓縮力學(xué)試驗（圖4）慢體驗，壓縮試樣的尺寸為?2mm×4mm著力增加，且兩端平整光滑，應(yīng)變速率為5×10-4s-1了解情況。結(jié)果表明：隨著Al含量增加深入，復(fù)合材料的非晶形成能力先增大后減小，B2+B19′析出相的體積分?jǐn)?shù)則先降低后增加重要的，富Ta相的體積分?jǐn)?shù)及尺寸有所下降開展研究。可通過Al含量來調(diào)控復(fù)合材料的力學(xué)性能相互融合。Al5及Al8合金中析出相體積分?jǐn)?shù)較高首要任務，合金塑性高，但屈服強(qiáng)度較低不同需求。Al6中析出相體積分?jǐn)?shù)降低發展，則合金塑性有所下降，但屈服強(qiáng)度升高總之。富Ta相與B2/B19′相形成的核殼結(jié)構(gòu)阻礙了基體剪切帶的快速擴(kuò)展面向，造成剪切帶增殖，同時B2相的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變及富Ta相自身形變也會產(chǎn)生協(xié)同作用工藝技術，提高復(fù)合體系的塑性變形能力效率。（文章來源于特種鑄造，編輯時有改動）
華中科技大學(xué)吳樹森教授團(tuán)隊通過調(diào)控Al含量探討了非晶復(fù)合材料微觀組織及力學(xué)性能的變化規(guī)律。研究表明兩個角度入手，Al含量會對復(fù)合體系中基體的非晶形成能力產(chǎn)生影響建強保護。隨著Al含量的增大同期，體系中的非晶形成能力先增大后減小生產效率。非晶形成能力的變化會對凝固過程中析出的多相增強(qiáng)結(jié)構(gòu)含量及尺寸產(chǎn)生相應(yīng)影響使命責任，進(jìn)而影響非晶復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和塑性變形能力。因此使用，可根據(jù)不同性能需求進(jìn)行成分選擇情況較常見，實現(xiàn)合金組織與性能的可調(diào)可控。相關(guān)研究成果于2024年2月在《特種鑄造及有色合金》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)主要抓手。
研究人員制備的復(fù)合材料成分為［（Zr0.5Cu0.5）99.5-xAlxSn0.5］0.97Ta3（摩爾比體製，x=5，6創新科技，8服務延伸，分別記為Al5、Al6具有重要意義、Al8）進一步，采用的Cu、Zr強大的功能、Al實際需求、Sn、Ta元素純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）均在99.99%以上優勢。將各元素按摩爾比進(jìn)行配料善謀新篇，在抽高真空后充入高純Ar保護(hù)氣氛下，利用電弧熔煉制備Zr-Ta預(yù)合金便利性，再與其他元素一起進(jìn)行電弧熔煉制備母合金方法。將制得的母合金進(jìn)行感應(yīng)銅模噴鑄。將母合金敲碎提供有力支撐，取小塊放入底部開有小孔的石英管中切實把製度，利用感應(yīng)電流對合金塊進(jìn)行感應(yīng)加熱，完全熔化后利用石英管上方引入的Ar氣流將金屬熔體噴入銅制模具最深厚的底氣，制備直徑為?2mm的棒狀非晶復(fù)合材料試樣協同控製。使用X射線衍射儀進(jìn)行晶體特性表征（圖1），入射角范圍為20°~80°品質，掃描速度為3（°）/min利用好。使用掃描電鏡觀測試樣的微觀和斷口形貌（圖3）。使用熱重/差熱綜合熱分析儀測量試樣差熱信息（圖2）解決問題，判別熱效應(yīng)所對應(yīng)的結(jié)晶系列、相變、熔融等物化過程相互配合。使用萬能材料試驗機(jī)進(jìn)行壓縮力學(xué)試驗（圖4）慢體驗，壓縮試樣的尺寸為?2mm×4mm著力增加，且兩端平整光滑，應(yīng)變速率為5×10-4s-1了解情況。結(jié)果表明：隨著Al含量增加深入，復(fù)合材料的非晶形成能力先增大后減小，B2+B19′析出相的體積分?jǐn)?shù)則先降低后增加重要的，富Ta相的體積分?jǐn)?shù)及尺寸有所下降開展研究。可通過Al含量來調(diào)控復(fù)合材料的力學(xué)性能相互融合。Al5及Al8合金中析出相體積分?jǐn)?shù)較高首要任務，合金塑性高，但屈服強(qiáng)度較低不同需求。Al6中析出相體積分?jǐn)?shù)降低發展，則合金塑性有所下降，但屈服強(qiáng)度升高總之。富Ta相與B2/B19′相形成的核殼結(jié)構(gòu)阻礙了基體剪切帶的快速擴(kuò)展面向，造成剪切帶增殖，同時B2相的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變及富Ta相自身形變也會產(chǎn)生協(xié)同作用工藝技術，提高復(fù)合體系的塑性變形能力效率。（文章來源于特種鑄造，編輯時有改動）
特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供近年來，真實性未證實講道理，僅供參考。請謹(jǐn)慎采用技術先進，風(fēng)險自負(fù)更多的合作機會。
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