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Zr-Ti-Cu-Ni-Be大块非晶合金等温晶化过程相分离研究

沈军 , 高玉来 , 孙剑飞 , 陈德民 , 王刚 , 邢大伟 , 周彼德

稀有金属材料与工程

利用差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(at%)大块非晶合金的等温晶化过程和析出相进行了研究.结果表明,大块非晶合金在等温晶化过程中表现出多阶段相析出行为,并且在不同的晶化阶段,析出相也有所不同.在第1个晶化阶段,析出相主要是体心四方(b.c.t)结构的Zr2Cu相;而在晶化的第2个阶段,晶化相主要为简单六方结构的ZrBe2相.从一定程度上证实了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金在发生晶化时会形成富Zr区和富Be区,即有相分离的趋势.XRD测试的结果也证实了非晶合金在发生完全晶化时,主要的晶化产物为Zr2Cu和ZrBe2相.

关键词: Zr-Ti-Cu-Ni-Be合金 , 大块非晶合金 , 过冷液体 , 等温晶化 , 相分离

Zr-Al-Ni-Cu大块非晶合金的变温晶化行为研究

高玉来 , 沈军 , 孙剑飞 , 王刚 , 陈德民 , 邢大伟 , 周彼德

稀有金属材料与工程

研究了 Zr-Al-Ni-Cu大块非晶合金在连续升温过程中的晶化行为.结果表明,随升温速度的加快,特征温度 Tg, Tx, Tp均向高温区移动,晶化热焓增加,过冷温度区间扩大,并且峰值温度 Tp对应的晶化体积分数减少.利用 Kissinger曲线和 Doyle曲线法计算合金的变温晶化激活能 E,结果表明,晶化激活能随晶化过程的进行,其值先增加后降低,并且在晶化即将结束时,晶化激活能急剧降低.采用 Kissinger曲线计算晶化激活能,由于特征温度在不同的加热速度下对应的晶化体积分数发生变化,从而导致了激活能计算值的偏大.

关键词: 大块非晶 , 晶化 , Zr-Al-Ni-Cu , Kissinger曲线 , Doyle曲线

大块非晶合金的玻璃形成能力

沈军 , 高玉来 , 陈德民 , 孙剑飞 , 王刚 , 邢大伟 , 周彼德

材料导报

对描述大块非晶合金玻璃形成能力(GFA)的各种判据△T*、Kg1、S、△Tx、Trg、FBMG,以及用理论公式、TTT曲线法、CCT曲线法计算的形成大块非晶所需的临界冷速Rc进行了分析和讨论.结果表明,这些大块非晶合金的GFA判据在一定程度上可以反映大块非晶合金的某些性质,但单一的判据不能直观地表征大块非晶合金的GFA大小,根据TTT曲线及CCT曲线得到的临界冷速Rc及所能制备的大块非晶合金的最大尺寸tmax是表征大块非晶玻璃形成能力的基本参量.

关键词: 大块非晶合金 , 金属玻璃 , 玻璃形成能力 , 过冷温度区间 , 牛顿流动

高应变速率下钨丝增强锆基块体非晶合金复合材料的变形行为

陈德民 , 王刚 , 孙剑飞 , 沈军

金属学报

利用压力浸渗制备出钨丝增强Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金复合材料, 采用应变速率为1×10 -4 s-1的准静态压缩实验及应变速率为2×10 3 s-1的动态压缩实验的方法, 研究了在动载荷作用下该复合材料的力学性能. 结果表明: 准静态压缩时, 复合材料的强度约为1980 MPa, 与单一块体非晶合金相比并无显著提高, 而塑性提高约5倍, 达到11.5%; 动态压缩时,复合材料的最大抗压强度升至约2648 MPa, 塑性则在1.8%—7.5%之间, 复合材料的应变速率敏感指数为0.022. 在准静态压缩下, 复合材料的抗压强度受到残余热应力及钨丝失稳弯曲极限压应力的影响; 在动态压缩下, 除了热应力的影响外, 还受到钨丝剪切断裂以及复合材料正弦型弯曲行为的影响. 后两者使复合材料的抗压强度在动态加载条件下升高.

关键词: 锆基块体非晶合金 , W wire strengthened composite

大块非晶合金复杂应力状态塑性本构方程

陈德民 , 孙剑飞 , 沈军 , 邢大伟 , 梁立孚

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.06.027

为得到复杂应力状态下大块非晶合金的塑性本构方程,对Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5大块非晶合金进行简单拉伸、压缩和扭转实验,得到相应的一维本构关系,并应用弹塑性力学的相关理论,将一维本构方程延拓到多维应力空间.研究结果表明:该材料符合Mises屈服条件并具有强化特性;利用简单压缩和扭转实验结果可推导出材料在复杂应力状态下的塑性本构方程,且这两个塑性本构方程是一致的.

关键词: 大块非晶合金 , Mises屈服准则 , 复杂应力状态 , 塑性本构方程

Zr基块体非晶合金在过冷液相区的超塑性流变行为

沈军 , 王刚 , 孙剑飞 , 陈德民 , 邢大伟 , 周彼德

金属学报

研究了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5 (原子分数, %)块体非晶合金在玻璃转变终了温度Tg end附近的4个 特征温度点(616, 636, 656和676 K)的等温拉伸行为. 结果表明, 块体非晶合金的超塑性能与环境温度及拉伸速 度紧密相关. 在656 K, 以5 mm/min的速度 拉伸时, 获得了1625%的最大延伸率. 利用速度突变法测出了 636, 656及676 K时的应力敏感指数分别为0.25, 0.65和0.93. 利用自由体积模型对块体非晶合金的超塑性 流变行为的微观机制进行了分析.

关键词: 锆基块体非晶合金 , supercooled liquid region , superplasticity

Zr基块体非晶合金在过冷液相区的超塑性流变行为

沈军 , 王刚 , 孙剑飞 , 陈德民 , 邢大伟 , 周彼德

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.05.015

研究了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5(原子分数,%)块体非晶合金在玻璃转变终了温度Tend g附近的4个特征温度点(616,636,656和676 K)的等温拉伸行为.结果表明,块体非晶合金的超塑性能与环境温度及拉伸速度紧密相关.在656 K,以5 mm/min的速度拉伸时,获得了1625%的最大延伸率利用速度突变法测出了636,656及676 K时的应力敏感指数分别为0.25,0.65和0.93.利用自由体积模型对块体非晶合金的超塑性流变行为的微观机制进行了分析.

关键词: 锆基块体非晶合金 , 过冷液相区 , 超塑性 , 自由体积模型

高应变速率下钨丝增强锆基块体非晶合金复合材料的变形行为

陈德民 , 王刚 , 孙剑飞 , 沈军

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.09.021

利用压力浸渗制备出钨丝增强Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金复合材料,采用应变速率为1×10-4s-1的准静态压缩实验及应变速率为2×103 s-1的动态压缩实验的方法,研究了在动载荷作用下该复合材料的力学性能.结果表明:准静态压缩时,复合材料的强度约为1980 MPa,与单一块体非晶合金相比并无显著提高,而塑性提高约5倍,达到11.5%;动态压缩时,复合材料的最大抗压强度升至约2648 MPa,塑性则在1.8%-7.5%之间,复合材料的应变速率敏感指数为0.022.在准静态压缩下,复合材料的抗压强度受到残余热应力及钨丝失稳弯曲极限压应力的影响;在动态压缩下,除了热应力的影响外,还受到钨丝剪切断裂以及复合材料正弦型弯曲行为的影响.后两者使复合材料的抗压强度在动态加载条件下升高.

关键词: 锆基块体非晶合金 , 钨丝增强复合材料 , 压缩变形 , 应变速率敏感指数

块体非晶合金绝热升温与锯齿流变机制

陈德民 , 孙剑飞 , 沈军

金属学报

对Zr$_41.2Ti$_13.8Ni$_10Cu$_12.5Be$_22.5 块体非晶合金压缩条件下的力学行为进行了研究, 利用应变能理论, 以面积比($A_\rm s/A$)为参量, 计算出了流变过程中剪切带形 成时变形区域的温度, 变化规律结果表明: 随着变形的增大, 弹性 应变能增加, 形成剪切带时的温度逐渐升高, 当剪切带面积比$A_\rm s/A$ 值小于1/4时, 升高的温度将达到或超过玻璃转变温度, 导致变形区域粘度降 低, 从而促进剪切带继续扩展并导致最终断裂. 此局部温度变化规律揭示了 块体非晶合金锯齿流变直至断裂的机制.

关键词: 块体非晶合金 , null , null

块体非晶合金绝热升温与锯齿流变机制

陈德民 , 孙剑飞 , 沈军

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.02.016

对Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金压缩条件下的力学行为进行了研究,利用应变能理论,以面积比(As/A)为参量,计算出了流变过程中剪切带形成时变形区域的温度,变化规律结果表明:随着变形的增大,弹性应变能增加,形成剪切带时的温度逐渐升高,当剪切带面积比As/A值小于1/4时,升高的温度将达到或超过玻璃转变温度,导致变形区域枯度降低,从而促进剪切带继续扩展并导致最终断裂.此局部温度变化规律揭示了块体非晶合金锯齿流变直至断裂的机制.

关键词: 块体非晶合金 , 力学行为 , 绝热升温 , 锯齿流变

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