快速凝固Al85Ni8Zr3Cu2Y2非晶材料的形成及热稳定性分析

采用旋铸急冷工艺分别在大气和真空环境中获得了Al85Ni10Zr5和Al85Ni8Zr3Cu2Y2韧性非晶合金带材,利用X射线衍射和示差扫描量热仪(DSC)对条带的显微结构及热稳定性进行了分析.结果表明,无论在真空还是在大气条件下,Y,Cu元素的添加都提高了Al85Ni10Zr5合金的非晶形成能力及热稳定性.研究发现,合金成分及冷却速率对非晶的形成起了重要作用,而甩带环境对Al Ni Zr合金系的非晶形成影响不大.     

冷却速率对Zr基块体非晶合金塑性变形能力的影响

研究了Zr65Cu17.5Ni40Al7.5块体非晶合金制备过程中合金熔体的冷却速率对合金室温塑性变形能力的影响．对φ2mm铸态Zr65Cu17.5Ni40Al7.5非晶合金及由φ3mm和φ4mm铸态非晶合金经车削加工获得的φ2mm试样的室温压缩变形行为进行了研究,结果表明这些合金表现出不同的塑性变形能力．压缩塑性应变随着铸态块体非晶合金直径的增大而减小,即随冷却速率的增大而增大．由此可知,快速凝固过程中冷却速率的大小决定了块体非晶合金中自由体积含量的多少,对非晶合金的塑性变形能力具有重要影响．     

Zr含量对Zr_(71-x)Ni_xNb_3Cu_(16)Al_(10)非晶合金形成能力和性能的影响

研究了 Zr含量对Zr_(71-x)Ni_xNb_3Cu_(16)Al_(10)非晶合金的形成能力、晶化行为和力学性能的影响。采用快速凝固装置制备非晶合金,利用XRD和DSC对其非晶形成能力和晶化行为进行分析通过压缩试验和SEM对其力学性能及断裂方式进行表征。结果表明:Zr原子百分比为62%时非晶形成临界直径最大,为9 mm;Zr含量不同改变了非晶合金的结晶过程,Zr原子百分比为62%和66%的非晶合金晶化初始相都是二十面体准晶体相,而Zr的含量为58%时则为FCC-Zr_2Ni和Tetra-Zr_2Ni相;Zr含量增加后非晶合金的压缩强度降低,塑性变形能力显著提高其中Zr原子百分比为62%时,非晶合金的塑性变形量高达27%。     

非晶AlNiZr合金成分的优化

为了解决铝基非晶合金在形成过程中容易析出α-Al晶体导致玻璃形成能力较低且不易评估的问题,设计了简单易行的玻璃形成能力评估方法,对非晶AlNiZr合金成分进行优化。首先,制备9种不同组分的AlNiZr合金铸锭;然后,在相同制备条件下,用单辊甩带法制备不同组分的合金薄带;最后,采用X射线衍射仪对薄带进行XRD表征,基于XRD结果拟合计算合金薄带的非晶含量。结果表明:在合金组分Al_(100-x-y)Ni_xZr_y中,随着Ni含量的增加玻璃形成能力提高,随着Zr含量的增加玻璃形能力成降低;当Zr含量为3%时,进一步增加Ni含量达到20%和25%,合金的玻璃形成能力降低,Al_(82)Ni_(15)Zr_3具有更好的玻璃形成能力。通过对非晶AlNiZr合金成分的优化,可以为不含稀土元素的铝基合金的玻璃形成能力评估提供新的方法,拓展其在设备防护领域的应用空间。     

Cu,Zr对Al-Ni-Zr-Cu-Y非晶合金的形成和热稳定性的影响

采用单辊旋淬技术,在真空条件下制备了快速凝固Al85Ni10Zr3Y2四元合金条带和Al80Ni10Zr8-xCuxY2(x=1,2,3,5)五元合金条带.利用X射线衍射及差热分析对条带进行了研究.结果表明,w(Cu)和w(Zr)对该合金系的非晶形成能力及热稳定性有显著影响,并且非晶合金的形成对这两种元素的质量分数很敏感.当w(Cu)和w(Zr)其中一种达到一较大值时,可以形成非晶合金或是以非晶相为主的合金,否则将只能得到晶体相.另外,Al80Ni10Zr7Cu1Y2,Al80Ni10Zr3Cu5Y2合金系具有较强的非晶形成能力,可形成完全非晶或以非晶为主体和部分晶体的复相材料.     

Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶形成能力及力学性能的影响

为了进一步提高锆基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用铜模吹铸法制备了(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-XFeX(X=1,5,10)系列合金,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)以及压缩实验和SEM进行材料分析。研究表明:微量Fe有助于改善非晶合金在压缩变形时剪切带内的应力分布,提高材料的综合性能,当Fe添加量为1%时,塑性应变εp达到5.9%,强度达到1.89GPa,同时,随着Fe添加量的增加,过冷温度区间△Tx减小,热稳定性减小,非晶形成能力降低。     

FeCoZrB合金的非晶形成能力及磁性能研究

采用单辊快淬法制备Fe81-xCoxZr9B10(x=0,2,4,6)系非晶合金,对该系非晶合金的非晶形成能力及磁性能进行研究.利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)测试合金的结构及磁性能.研究结果表明:Fe81-xCoxZr9B10(x=0,2,4,6)合金在快淬速率为30 m/s时完全形成非晶.随Co含量的增加比饱和磁化强度(Ms)先增加后减少.     

Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金的制备及其低温弛豫行为

采用单辊快速凝固技术,以4种冷却速度制备Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金,并在Tg以下进行低温退火.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)及扫描电镜(SEM)研究该合金的非晶形成能力、热稳定性及低温弛豫过程中的结构特征.结果表明,该非晶合金的过冷液相区宽度△Tx和约化玻璃转变温度Trg最大值分别为41.05 K和0.517 1,且随冷却速度的提高,△Tx表现出增大趋势,说明其非晶形成能力和热稳定性逐渐提高;低温退火时随退火温度逐渐升高,其非晶漫散射峰最大强度所对应的20值逐渐增大,表明原子的邻间距逐渐减小,非晶内部发生结构弛豫,导致拓扑结构不稳定性降低.     

Ni-Fe-Zr-Si-B非晶合金的形成和热稳定性研究

通过旋铸急冷工艺在真空中制备出了(Ni0.75Fe0.25)78-xZrxSi10B12(x=1、3、5、8、10)合金带材,获得了镍基非晶合金.采用XRD、DTA等测试手段分析了该工艺制备的合金非晶条带,研究了Zr对该合金体系的非晶形成能力和热稳定性的影响.X射线衍射分析表明,该合金体系皆为完全非晶.Diamond TG/DAT差热分析仪对非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等的测量分析表明,该合金系中(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12的过冷液相区温度范围ΔTx达58.62 K,约化玻璃转变温度trg约为0.666,表明该合金具有较高的非晶形成能力和热稳定性.当Zr原子分数较小(x≤8)时,Zr的添加提高Tg、Tx,并扩大过冷液相区ΔTx,使合金的非晶形成能力和热稳定性增加;Zr原子分数较大(x>8)时,Zr的添加诱导富Zr-Ni和Zr-Fe的原子团的形成,这些原子团会成为均质形核的核心,降低合金的非晶形成能力和热稳定性.     

Y对Fe50- x Mo14Cr15C15B6Y x非晶合金 非晶形成能力及耐腐蚀性能的影响

采用单辊法制备Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx(x=0,2)非晶合金条带,利用X射线衍射、差热分析、透射电镜和电化学极化曲线方法对非晶合金的结构、非晶形成能力(GFA)、热稳定性、晶化过程及腐蚀行为等进行了研究和表征.结果表明:Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx合金能够形成非晶合金,随着Y元素的添加,其非晶相含量、非晶形成能力及热稳定性显著提高.晶化处理后,析出的主要晶体相为α-Fe,Fe23B6,Cr23C6和Fe3Mo3C等.Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx非晶合金在质量分数为3.5%NaCl水溶液中呈现出极强的耐腐蚀能力,远优于常用耐蚀不锈钢Cr18Ni9Ti,并且随着Y元素的加入,非晶合金的耐腐蚀能力进一步提高,具有更宽的钝化区间及更低的腐蚀电流密度.