ZrCuNiAl块体非晶合金的低温压缩变形行为.pdf

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1、第４１卷第１０期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅１０２０１６年１０月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＯｃｔｏｂｅｒ２０１６ZrCuNiAl块体非晶合金的低温压缩变形行为孙亚娟，翟延慧（天津工业大学理学院，天津３００３８７）－４－１摘要：采用Ｉｎｓｔｒｏｎ５５００万能试验机对Ｚｒ５５．７Ｃｕ２３Ｎｉ９Ａｌ１２．３块体非晶合金进行了应变速率为４×１０ｓ、环境温度为１４３Ｋ的低温压缩试验，研究了其低温压缩变形行为。结果表明，当测试环境温度从２９８Ｋ（室温）降低到１４３Ｋ时，该合金的强度和塑性均呈增加的趋势，

2、且未出现传统晶态材料的冷脆性现象。分析表明，其屈服强度的增加源于低温下剪切带的形核需要更高的载荷，而低温下断口侧面高密度剪切带的形成导致了其塑性的增加。关键词：块体非晶合金；低温；压缩变形中图分类号：TG139文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）10-0025-04CompressivedeformationbehaviorofZrCuNiAlbulkmetallicglassatlowtemperatureＳｕｎＹａｊｕａｎ，ＺｈａｉＹａｎｈｕｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

3、，ＴｉａｎｊｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８７，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｓｔｓｆｏｒｔｈｅＺｒ５５．７Ｃｕ２３Ｎｉ９Ａｌ１２．３ｂｕｌｋｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓ（ＢＭＧ）ｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｔｔｈｅｓｔｒａｉｎｒａｔｅｏｆ４×－４－１１０ｓａｎｄａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ１４３ＫｏｎＩｎｓｔｒｏｎ５５００ｕｎｉｖｅｒｓａｌ-ｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｒｅ

4、ｓｓｉｖｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅＺｒ５５．７Ｃｕ２３Ｎｉ９Ａｌ１２．３ＢＭＧｄｕｒｉｎｇｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅＺｒ５５．７Ｃｕ２３Ｎｉ９Ａｌ１２．３ＢＭＧｉｍｐｒｏｖｅａｓｔｅｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｏｍ２９８Ｋｔｏ１４３Ｋ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｐｈｅ

5、ｎｏｍｅｎｏｎｏｆｄｕｃｔｉｌｅ-ｔｏ-ｂｒｉｔｔｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＤＢＴ）ｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｎｏｔｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆｓｈｅａｒｂａｎｄｓｗｈｉｃｈｒｅｑｕｉｒｅｓａｈｉｇｈｅｒａｐｐｌｉｅｄｌｏａｄａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｄｅｎｓｅａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｓｈｅａｒｂ

6、ａｎｄｓｗｈｉｃｈａｒｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｏｎｔｈｅｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｓａｍｐｌｅｓ．Keywords：ｂｕｌｋｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｅｓ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ寻找适应低温环境工作的高性能材料，一直是材着增加。上述研究均表明，块体非晶合金在低温极端料领域的前沿课题。块体非晶合金材料在低温下的优环境下具有优异的力学

7、性能，具有潜在的应用价值。异力学性能，引起了人们的关注。早在１９９６年，通常，对于某些晶体材料而言，如面心立方金属，［１］Ｂｅｎｇｕｓ等研究了块体非晶合金及条带在低于室温没有明显的低温冷脆现象，即当温度低于某一温度时，下的局部超塑性，估算出非晶合金在低温断裂过程中，材料由韧性状态转变为脆性状态。而体心立方晶体金剪切带内局域的塑性变形率可达１０００％。近年来，对属、某些密排六方晶体金属及合金等出现冷脆现象。块体非晶合金低温力学性能的研究取得了新进展。Ｌｉ体心立方金属的低温脆性与位错在晶体中运动的阻力

8、［２，３］等报道了Ｚｒ基块体非晶合金在低温下的力学性对温度变化非常敏感有关；面心立方金属因位错宽度能，当测试环境温度从室温降到７７Ｋ时，非晶合金的比较大，且位错在晶体中运动的阻力对温度变化不敏［４］屈服强度增加的同时，其塑性并未降低。Ｈｕｏ等研感，故一般不显示低温脆性。然而，块体非晶合金在低究了Ｚｒ-Ｃｕ-Ａｌ-Ｎｂ块体非晶合金在７７Ｋ下的拉伸行温下的力学性能研究只是刚刚起步，试验与理论上都［５］为，其拉伸强度增加，韧性并未降低；Ｑｉａｏ等研究了极其缺乏。块体非晶合金在低温环境下是