zr基块体非晶合金力学行为研究

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1、摘要摘要Zr基块体非晶合金，特别是Z广Ti—Cu-Ni-Be体系非晶合金因其高强度、高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性好而成为极具应用前景的非晶合金材料，并引起众多研究者的注目。21"41．2Til3．sCul2．5NiloBe22．5(Vitl)和Zr46．8Tis．2CUT．sNiloBe27．5(Vit4)两种块体非晶合金是Zr基块体非晶合金的典型代表，本文对这两种非晶合金进行了常规力学性能研究以及采用循环预载荷的方法来提高非晶合金的力学性能及拉伸、压缩塑性。对Vitl和Vit4两种块体非晶合金的室温压缩、拉伸力学性能进行了研究，结果表明：Vitl的压缩强度在1880MP

2、a-2050MPa之间，Ⅵt4的压缩强度在1900MPa左右，两种块体非晶合金的总断裂伸长率在60／0,,-9％之间，塑性应变在0．30／o,．-2％之间，压缩断裂方式呈剪切断。室温拉伸力学性能试验结果表明：Vitl的拉伸强度在1700MPa~1900MPa之间，Ⅵt4的拉伸强度较低只有1600MPa左右，两种块体非晶合金的总断裂伸长率在20／'o,．,3．5％之间，大部分都为弹性变形，几乎没有塑性变形。断裂方式多样，有剪切断，也有平断，而且断口较多，一般为2~3个断口。对Ⅵt1和Ⅵt4两种块体非晶合金进行循环预载荷试验以及将单纯拉伸断裂和循环载荷断裂后的非晶合金样品进

3、行压缩试验，循环预载荷试验同拉伸试验大致相同，将Ⅵt1块体非晶合金预循环20周次、300周次、1000周次，试验表明在超过300周次循环时非晶合金的力学性能没有得到提高，没有发生循环软化现象，也无塑性变形，反而循环20周次的对力学性能有些许的提高，拉伸强度升高，塑性变形率也增大了。由此在对Ⅵt4进行循环预载荷时，设定了预循环60次，结果表明Vit4在循环60次后拉伸强度明显提高，塑性变形率也达到O．34％。对单纯拉伸断裂和循环载荷断裂后的非晶合金样品进行压缩试验，测量结果表明，抗压强度大部分都超过2000MPa，断裂总伸长率在7‰8％之间，塑性应变在1％～3％之间，最大

4、塑性应变是Ⅵt4进行60周次循环断后的压缩试验，塑性应变为2．57％，从实验结果中可以看出这两种非晶合金在单纯压缩时、拉伸断裂压缩时、循环载荷断裂后压缩时的压缩强度、断裂总伸长率和塑性变形率都依次增大，说明拉伸和循环载荷都对块体非晶合金的总伸长率和塑性变形率影响较大，而循环载荷对非晶合金的影响最大。从而可以说明循环载荷对块体非晶合金的力学性能有显著提高。关键词块体非晶合金：压缩性能；拉伸性能；循环载荷；塑性变形ABSTRACTABSTRACTZrbasedbulkamorphousalloys，especiallyZr—Ti—Cu—Ni—Beamorphousalloy

5、systemhaveverygoodprospectbecauseofitshighstrength，hi曲hardness，highweal"resistance，goodcorrosionresistanceandcausetheattentionofmanyresearchers．Zr41．2Til3．sCul2．5NiloBe22．5(Vitl)andZr46．8Ti8．2Cu7．5NiloBe27．5Wit4)twolargeamorphousalloysaretypicalrepresentativeoftheZr-basedamorphousalloy．T

6、hispaperresearchontheroutinemechanicalpropertiesofthetwolargeamorphousalloysandusingcyclepre——loadapproachtoimprovethemechanicalpropertiesandthetensileplastic，compressionplasticofbulkamorphousalloys．CompressivemechanicalpropertiesandtensilemechanicalpropertiesatroomtemperatureofVitlandVi

7、t4bulkamorphousalloyswerestudied，theresultsshowedthat：ThecompressivestrengthofVitlWasbetween1880MPa～2050MPa,thecompressivestrengthofVit4Wasabout1900MPa,twolargeamorphousalloytotalelongationwasbreakat6％一9％，andplasticstrainWasat0．3％'--2％，andcompressivefracturemodeWasshearfr