轧制对Zr_50)Cu_18)Ni_17)Al_10)Ti_5块体非晶合金热稳定性和硬度的影响.pdf

第34卷 第2期 太 原 科 技 大 学 学 报 Vol。34 No．2 2013年4月 JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY Apr．2013 文章编号：1673—2057(2013)O2—0118一o4 轧制对 Zr50Cu18Ni17A110Ti5块体非晶合金 热稳定性和硬度的影响 胡 勇，闫红红，李永堂，宋 裕，李 丹，刘 邦 (太原科技大学材料科学与工程学院，太原030024) 摘 要：采用差热扫描量热仪和维氏显微硬度计研究了塑性变形对 ZrsoCu1i loTi块体非晶合金 热稳定性和硬度的影响。结果表明，随着变形量的增加 ，玻璃化转变温度( )呈现明显的下降趋势；而 晶化开始温度 ( )，晶化峰值温度 ( )和晶化峰的焓值 (AH)则呈现相同的变化趋势：当变形量达到 80％前，呈现下降趋势，当变形量达到95％时，显著上升；硬度呈现明显的下降趋势。 关键词：非晶合金；塑性变形；热稳定性；硬度 中图分类号：TG139 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1673—2057．2013．02．008 多组元非晶合金具有高的玻璃形成能力和热 成能力较强的，同时又不含有毒元素，具有很好的 稳定性，它可以采用传统的凝固技术在较低的冷却 商业应用前景，因此研究室温轧制变形对其热稳定 速率下 (1—100K／s)获得块体非晶试样 引，从而 性和力学性能的影响具有一定的理论及现实的意 受到越来越多的关注。非晶合金在热力学上处于 义 m“。本实验选用的合金成份为：ZrsoCu。Ni。 亚稳态，在外界环境的作用下有向稳定态转变的趋 Al1oTi5． 势_6J。早期，人们通过加热导致晶化的方式研究 1 实验方法 非晶合金的热稳定性 。后来，人们发现塑性变形 也可以使非晶合金的热稳定性发生改变，并且有利 高纯氩气保护下，采用电弧熔炼得到zr。Cu 于改善非晶合金的力学性能。如，Al。。FeGd非晶 NiAl。Ti合金锭，再用真空吸铸法制备 1X10 条带在233K弯曲变形后，基体中有纳米晶出现 。 ITlm ，长度约为50mm的块体非晶合金。把吸铸得 Cu∞zr20Ti：。块体非晶在室温和 150K条件下轧制变 到的铸态试样利用金刚石圆锯切割成截面为 1X3 形后，在剪切带附近出现了晶化和相分离，合金硬 mm ，长度为 10mm的片状试样。随后，这些片状 度也有了显著提高 。因此，塑性变形对非晶合金 试样用两片薄钢片包覆在双辊轧机 (轧辊直径为 热稳定性和力学性能的影响也 日益成为研究的热 100ram)上沿着一个方向反复轧制，以获得一定的 点。zr基多组元大块非晶合金由于不含贵金属，具 变形量。轧制过程中的应变速率控制在 3X10 ／ 有较好的玻璃形成能力 (GFA)，同时具有优 良的综 S．试样 的变形程度用厚度的变化来表示，即 = 合机械性能，因而受到广泛重视。五元的zr—Ti—Nj- (h。一h)／h。，其中h。和h分别表示片状试样在每一 cu—Al系块体非晶合金是 Zr基非晶合金中玻璃形 道轧制前和轧制结束时的厚度。在本实验中，s的 收稿 日期：2012—12-06 基金项 目：国家 自然科学基金 ；山西省 自然科学基金(2011021020～1和2012021018—3)；山西省高等学校大学生 创新创业训练项 目(2011243)；太原科技大学博士启动基金 ；太原科技大学大学生创新创业训练项 目 (XJ2010033) 作者简介：胡勇(1978一)，男，博士，副教授，主要研究方向