Mg 基非晶双连续相复合材料力学行为的影响-论文.pdf

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1、第43卷第7期稀有金属材料与工程Vo1．43，No．72014缶7月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGJuly20l4应变速率对Ti／Mg基非晶双连续相复合材料力学行为的影响李淑琴，付华萌，张海峰2(1．中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室，辽宁沈阳110016)(2．中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室，辽宁沈阳110016)摘要：采用真空压力浸渗技术了制备金属Ti／Mg基非晶双连续相复合材料，系统研究了其准静态和动态力学行为。并借助XRD、SEM等技术分析了该复合材料的结构和断口

2、形貌。研究发现，该复合材料具有优异的综合力学性能，强度优于基体Mg基非晶合金和增强相Ti骨架。动态载荷下，应变速率的变化对复合材料的性能和断口形貌具有显著的影响，随应变速率的增大，复合材料的强度逐渐升高，断口上非晶相的粘滞流变现象更加明显。关键词：非晶双连续相复合材料：动态压缩；断口形貌中图法分类号：TG115．53文献标识码：A文章编号：1002—185X(2014)07—1681-05通过优化合金成分和制备非晶复合材料的方法可(10S。)的变形行为，并分析其变形机理。以改善非晶合金的性能，其中，制备非晶复合材料是1实验改善非晶合金脆性

3、断裂的一种有效途径，因此受到了众多研究者的关注。非晶复合材料增强相的形态主要选用高纯度(>99．9％)的Mg，Cu，Ag，Er金属，包括连续和非连续2种，增强相可以通过内生和外加两按原子比进行配制，随后在氩气气氛保护下，利用感种方式进行添加。最近，Zhang等人【】。】报道了一种结应熔炼技术获得成分均匀的Mg61Cu20．3Ag8．7Er1o母合构新颖的非晶复合材料——金属(W，Ti)／(Zr，Mg)基非金。采用真空压力浸渗工艺获得Ti／Mg基非晶双连续晶双连续相复合材料，其性能均优于颗粒状金属增强相复合材料，其中多孔骨架Ti(孔隙率为4

4、0％，孔的Zr、Mg基非晶复合材料。许多研究者针对不同温径100～200um)采用烧结技术制成，具有良好的三维度和不同加载条件下非晶复合材料的性能和变形行为联通结构[】l。在Instron5582电子万能力学试验机进也进行了大量研究。Xue等人【4]报道，多孔W／Zr基非行准静态力学性能测试。采用霍普金森压杆进行动态晶复合材料室温准静态压缩时断裂应变接近80％，远压缩试验，每个应变速率条件下均采用3个试样以保高于w丝／Zr基非晶复合材料】；后续研究含不同体证数据的可靠性。具体试验设备和应变速率计算参见积分数w的多孔W／Zr基非晶复合材料力

5、学性能与断文献[6]，试样尺寸为4mmx2mm。借助x射线衍射裂模式的结果表明，应变速率敏感系数随w体积分数(XRD)仪和热分析(DSC)仪对样品结构和热力学的增大而增大[4】；动态载荷下，该复合材料表现出明特性进行表征，利用扫描电子显微镜(sEM)观察试显的加工硬化现象l6】。Sun等人]研究了多孔Ti／Mg基样断口形貌。非晶双连续相复合材料结构特征对其室温下准静态压2结果与讨论缩变形行为的影响，其断裂强度和断裂应变高达1783MPa和31％，并随Ti体积分数的增加而升高；同时，2．1非晶双连续相复合材料的结构和热力学性能分析降低孔径尺

6、寸可提高其屈服和断裂强度[”。然而关于图1为铸态非晶双连续相复合材料、Ti骨架和多孔Ti／Mg基非晶双连续相复合材料在较高应变速率Mg61Cu20．3Ag8．7Er10非晶合金的XRD图谱。由图可见，下的变形行为则未见报道，因此，选用分离式霍普金5mm的Mg61Ctl20．3Ag87Erlo合金棒的结构为完全的非森压杆[6，“】技术研究了该复合材料在高应变速率下晶态。而复合材料的XRD图谱显示，除对应金属Ti收稿日期：2013—07—15基金项目：国家自然科学基金-青年基金项目(51001097)作者简介：李淑琴，女，1986年生，硕士，

7、中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室，辽宁沈阳110016，电话：024—23893116，E—mail：lishuqin@imr．ac．Crl稀有金属材料与工程第43卷20／(。)图1非晶双连续相复合材料、Ti骨架和非晶合金的XRD图谱Fig．1XRDpatternsofthemetallicglassinterpenetratingphasecomposite，poroustitaniumskeletonandMg—basedmetallicglass的布拉格衍射峰叠加在非晶合金漫散射峰上之外，并未Temperature／

8、~C观察到其它晶态相衍射峰的存在。由图1中插图可见，非晶合金已完全渗入多孔Ti骨架的空隙中，界面处结合良好，并没有观察到孔洞、杂质和析出相等缺陷。图2Mg基非晶合金和双连续相复合材料的DSC曲