非晶合金断裂行为的研究

《非晶合金断裂行为的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆师范大学硕士学位论文非晶合金断裂行为的研究硕士研究生：吴飞飞指导教师：余鹏教授学科专业：理论物理所在学院：物理与电子工程学院重庆师范大学二零一四年四月万方数据AThesisSubmittedtoChongqingNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterThestudyonthefracturebehaviorofamorphousalloyCandidate：Wu-feifeiSupervisor：Yu-pengProfessorMajor：

2、TheoreticalphysicsCollege：CollegeofphysicsandElectronicEngineeringChongqingNormalUniversityApril，2014万方数据重庆师范大学硕士学位论文中文摘要非晶合金断裂行为的研究摘要非晶合金（金属玻璃）是一种新型的结构和功能材料，具有优异的力学性能，如高强度、高硬度、耐磨和耐腐蚀性，引起了广泛的研究兴趣。一般而言，晶体材料的塑性变形主要依赖于晶体缺陷(如位错、晶界等)的传递来开动，而非晶合金却不存在这些缺陷，因此在拉伸实验中非晶合金没有较大的宏观塑性变形能力；在一些

3、限制性条件下，如压缩和纳米压入等实验测试中，塑性变形能力也是有限的，这严重限制了非晶合金作为结构材料在实践中的应用。为了解决非晶合金的塑性变形问题，需要对其断裂行为进行深入的研究，而目前对于非晶合金的断裂机理并不是很清晰。因此，从弹性和塑性两个变形阶段来研究非晶合金的力学行为是非常有必要的。本文主要采用压缩断裂试验、数字散斑测试、扫描电子显微镜等手段对不同韧度非晶合金（锆基、铈基、铁基和镁基非晶合金）的断裂行为进行了研究。压缩断裂试验表明不同韧度的非晶合金具有不同的断裂方式。对其断口形貌进行观察，发现韧度较高的非晶合金（锆基和铈基）断口表面呈现出叶脉

4、结构形貌，而低韧度非晶合金（铁基和镁基）的断口表面则展现出了周期性的条纹形貌。数字散斑测试表明高韧度非晶合金（锆基和铈基）的应变集中程度很高，进一步发现对于具有高断裂韧度值的非晶合金，弹性能集中引发的剪切应变值高于材料本身产生剪切流变所需的极限应变值，因此出现明显的宏观剪切断裂现象。而对于断裂韧度较低的非晶合金，其缺口前端应变集中方向的应变场集中尺寸和应变值较低，其诱发的应变场中的剪切应变值低于材料本身所需的极限剪应变，因此未能出现明显的剪切断裂行为。扫描电子显微镜下的三点弯断口形貌的观察表明高韧度材料（锆基和铈基）的断口形貌和低韧度材料（镁基）的断

5、口形貌存在着明显差异，并且沿着预制缺口到试样边缘，韧窝的尺寸呈现出逐渐减小的规律。原位观察锆基非晶合金剪切带的形成和扩展，发现都是从缺口附近开始形成，并且在断裂前只是主剪切带在进行扩展。根据实验结果，进一步通过断裂理论解释了不同形貌产生的力学原因。本文总结了不同韧度的典型非晶合金的断裂行为，分析了其断裂机理，对非晶合金的力学性能研究和应用具有一定理论和实践意义。关键词：非晶合金，断裂，剪切带，弹性I万方数据重庆师范大学硕士学位论文英文摘要ThefracturebehaviorofamorphousalloyABSTRACTAmorphousalloy

6、(metallicglass)isanewkindofstructuralandfunctionalmaterialwithexcellentpropertiesincludinghighstrength,greathardness,excellentwearandcorrosionresistance,whichleadtocontinuousattentionofscientist.Generally,theplasticdeformationofcrystallinematerialmainlydependsonthecrystaldefect

7、sasdislocationandcrystalboundary.However,thesedefectsdon’texistinamorphousalloy,whichresultsinthelittleplasticdeformationintensiletest.Undersomeconfinedconditionssuchascompressionandnano-indentationexperimentaltest,theplasticdeformationcapacityisalsorathersmall,whichseverelyres

8、trictstheapplicationofamorphousalloyasstructuralmateri