大块非晶合金塑性变形本构模型的研究进展

与常规材料相比,大块非晶合金具有优越的使用性能,但其在室温下难以成形。利用过冷液相区的特性,大块非晶合金可以获得优异的成形性能。作为描述非晶合金变形过程的重要手段,非晶合金的本构模型是利用数值模拟研究非晶合金变形必不可少的条件之一。通过建立本构模型来研究非晶合金的塑性变形行为及成形性能,已经得到国内外学者的广泛关注,但目前尚无统一的理论。由于非晶合金的结构具有长程无序的特点,用于解释晶体塑性变形的位错理论不适用于解释非晶合金的塑性变形。对近年来国内外学者在大块非晶合金塑性变形本构模型方面的研究进行了全面的的总结,并简要分析了其局限性及发展趋势。     

Zr基大块非晶的研究

利用射流成型法制备出Ｚｒ５２．５Ｃｕ１４．６Ａ１１０Ｔｉ５大块非晶,该合金系统具有很强的玻璃形成能力和宽的过冷区,其玻璃转化温度Ｔｇ＝６５０．６３Ｋ,晶化温度Ｔｘ＝７２１．９０Ｋ,过冷区△Ｔｘ＝Ｔｘ－Ｔｇ＝７１．２７Ｋ,Ｖｉｃｋｅｒ硬度为５５８ｋｇ／ｍｍ＾２,压缩断裂强度１７３０ＧＰａ,弹性模量８２ＧＰａ,观察其断口有大量纹络状河流花样,并有融化的液滴存在,该合金系统大的玻璃形成能力应归功于合金组     

大块非晶合金热塑性成形的研究进展

介绍了大块非晶合金的特性及其应用,对大块非晶合金的热塑性成形原理、技术及其研究进展进行了详细的综述,并展望了大块非晶合金热塑性成形的发展趋势。     

含孔洞大块非晶合金变形行为的数值研究

建立能够描述静水压力影响和塑性体积膨胀的率相关的大块非晶合金本构模型.通过编写ABAQUS材料用户子程序VUMAT,对含不同形态孔洞的Zr基大块非晶合金的变形行为进行有限元分析,并对其细观变化规律进行研究.     

Zr基大块非晶合金熔体的流动性与成型性

对Zr基大块非晶合金熔体在铜模中的流动能力进行了理论和实验研究,给出了影响金属熔体在型腔中流动行为的主要因素,为金属熔体快速冷却过程中克服充型和形成非晶态的矛盾奠定了基础．针对某空间结构中的环形零件,制定了合适的铸造工艺,成功制备出了Zr基大块非晶合金环形零件．     

Zr基大块非晶合金制备轴承滚动体的应用研究

用Zr基大块非晶合金制备了2206型号轴承的滚动体。采用大载荷高速转动试验，进行了快速轴承疲劳寿命测试。结果显示，Zr基大块非晶合金轴承滚动体与GCr15轴承合金滚动体相比，轴承的失效形式不同，Zr基大块非晶合金轴承滚动体的耐磨性明显优于GCr15轴承合金滚动体。     

Ni基大块非晶合金的玻璃形成能力

计算已开发的镍基大块非晶合金玻璃形成能力的表征参数Trg、γ、δ、和φ.线性回归表明,这4个参数值与合金的临界直径Dmax之间不存在线性关系,说明它们不能很好地表征镍基非晶合金的GFA.计算镍基大块非晶合金的GFA预测参数λn和ε.结果发现,组元原子尺寸相差不大的镍基非晶合金的λn值大多集中在0.2附近.另外,Dmax与ε之间存在一定的线性关系,说明镍基大块非晶合金的临界直径Dmax与它的ε值成正比.在开发新的镍基非晶合金时,可以参考ε值来确定最佳的合金成分.     

含原子团簇的Zr基大块非晶合金熔体能量模型

建立了含有原子团簇的大块非晶合金熔体能量模型, 对Zr-Al-Ni三元系合金进行计算得到了含有原子团簇的Zr-Al-Ni合金熔体自由能和界面能分布, 并分析了原子团簇对于熔体自由能、界面能以及形核率的影响. 计算结果表明, 由于存在Zr²Ni原子团簇, 使Zr-Al-Ni三元系合金在易获得非晶成分范围内的熔体自由能降低和界面能增加, 且改变界面能随合金成分的分布. 对于Zr₆₆Al₈Ni₂₆合金熔体, 原子团簇的存在导致自由能降低0.3~1 kJ/mol, 界面能增加0.016 J/m². 由于熔体的自由能和界面能的改变, 显著降低了过冷熔体的形核率, 最大形核率降低至10⁷ mol^-1•s^-1数量级.     

锆基块体非晶及非晶基复合材料在过冷液态区的形变行为

利用电弧熔炼／水冷铜模吸铸技术制备了块体非晶合金（Zr75-Cu25）78．5Ta4Ni10Al7.5和第二相形态为颗粒状的块体非晶基复合材料（Zr75Cu25）74．5Ta8Ni10Al7.5．利用Instron力学性能实验机研究了块体非晶和复合材料在过冷液态区内的单向压缩变形行为．结果表明：两种材料在过冷液态区内的形变行为都强烈依赖于温度和变形速率．随着应变速率的增加,两种材料的流变特征都由牛顿流变转变为非牛顿流变．用基于自由体积模型的过渡态理论（transition state theory）对两种材料的压缩形变行为进行了阐释和比较．     

钛基大块非晶合金的晶化研究

利用铜模冷却法成功制备直径为12mm的棒状Ti40Zr25Cu9Ni8Be18（原子百分比）大块非晶态合金,X射线衍射（XRD）实验检验样品为完全非晶态。对样品进行差示扫描量热分析（DSC）考查样品的热稳定性,结果显示：过冷液相区宽度（Tg-Tx）、玻璃转变温度（Tg）及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为53K、617K和0．65。利用原位X射线测定了非晶样品的晶化过程,结果表明首先是亚稳相析出,最后转变为稳定相。最后利用不同加热速度（5K/min,10K/min,20K/min,40K/min）下的DSC对该非晶合金进行晶化动力学分析,获得了一些有价值的动力学参数。     

Effect of Mo on properties of the industrial Fe-B-alloy-derived Fe-based bulk metallic glasses

The experimental results concerning the effects of Mo on the glass-forming ability (GFA), thermal stability, and mechanical, anticorrosion, and magnetic properties of an (Fe71.2B24Y4.8)96Nb4 bulk metallic glass (BMG) were presented. An industrial Fe-B alloy was used as the raw material, and a series of Fe-based BMGs were synthesized. In BMGs with the Mo contents of approximately 1at%-2at%, the cast alloy reached a critical diameter of 6 mm. The hardness and fracture strength also reached their maximum values in this alloy system. However, the anticorrosion and magnetic properties of the BMGs were not substantially improved by the addition of Mo. The low cost, good GFA, high hardness, and high fracture strength of the Fe-based BMGs developed in this work suggest that they are potential candidates for commercial applications.