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合成 以及 压缩 紧缩 断裂 行为 行动

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合成和压缩断裂行为 一种基于 i 的大块非晶合金 摘 要 通过 铜模铸造和机械合成 已成功的 在常温下进行 了性能 压缩试验测定。由 ，以及 由 扫描电镜 检查的断口形貌 。用直径 4毫米的非晶合金显示了一个 960兆帕 的 高断裂强 度 ，比 约 20%，这表明添加 高了压缩断裂强度。不同程度的绝热加热诱发四种类型的断裂特性 ：一个脉状结构，一个细长的和横纹状 静脉图案，熔融平滑区域。狭长的条纹会显著导致绝热加热。与此同时，在平滑区域观察到许多微裂纹是由强剪切力引起的。此外，强剪切力导致许多的剪切带以及在侧表面的熔化。 关键词： 铜 钛 压缩断裂行为 ； 裂缝形态 ； 绝热加热 1 引言 近 年来 ，大块金属玻璃（非晶合金） 由于高 强度，高硬度 以及高 弹性应变等1能引起了广泛的关注。在 合金系 中 ，如 镁，铜，镍和 5 ， 尤其是调查重点 由于其良好的玻璃形成能力（ 超高强度，成本低 6等特点，使其具有一系列潜在的应用价值 。微量 元素 也 可以提高 合金力学性能 。例如 ，在 铜锆钛 9 中加入 大直径可以从原来的 4毫米增加至 5毫米 。添加 - 锆 - 钛 10。组成从金属间化合物与高熔化温度产生更好的 也被广泛报道 。因此，基于可见光谱线 一个重要的方法 。 大块 金属玻璃显示 高的断裂强度 而不是 在室温 具有 宏观脆性变形行为。变形被限定以 剪切带 的形式 11 。 剪切带区域上粘度的降低可能是 有两种不同的观点 :1)塑料 地区上的绝热加热是主要的原因 1315 ， (断裂面 的温度 是比 玻璃化转变温度 甚至 是 融化温度 脉状断裂表面 的形状 和熔滴的形成已经观察到 这种现象 ;2)在许多研究中， 剪切带的自由体积 导致粘度的减少 (1617)已不十分明显。在这项研究中，通过修改8组成，一个 就解释了该 2 实验 在氩气氛中，制备适当数量的大块金属玻璃合金电弧熔炼的构成元素（ 更高纯度），为标称成分 8， 左右，接着添加 i 元素，为了确保化学均匀性预合金锭应重熔四倍以上。然后，将锭均吸铸入铜模具中，形成圆柱棒 ,这是直径 4毫米和 50毫米的长度。 通过 及用铜卡 辐射研究了铸态样品的结构，通过使用加热速率 0 K /分钟左右的差示扫描量热法（ 析热透性。在室温使用一个恒定应变速率为 1 10的 样尺寸为直径 4毫米和长度 8毫米。在压缩试验之前，标本的底部和顶部表面应被仔细的打磨，从而使它们平行以及使机械性能的数据是 5个试验样品的平均值。进行抗压测试的断裂表面形态的样品应被电子扫描显微镜 (00)检查。 3 结果与讨论 射线衍射模式如图一所示。 从中可以看出， 而显示出样品的玻璃状性质。铸态试样从不同路段沿线的长度并没有表现出任何结构上的差异。晶化温度（ 别为 69849K。调查预计标本由 图 1为 图显示在 品的压缩应力应变曲线如图 2所示。可以看出，该 弹性应变，当达到没有任何塑形变形的最大负荷时， 外 ,它显示出高达 960 表明相比 入 素可以显著提高其强度。断裂强度的增加和弹性变形区域证实，在压缩行为，相比于众所周知的 19，微量素更能改善其性能。为了理解机械性能 ,研究表面 变形形态学，最终断裂产生的现象通常为发现变形机制 20提供信息。 图 1 图 2非晶 - 应变曲线 a)和 缩合金 (b) 图 2非晶 - 应变曲线 横向的扫描电镜图像（图 3（ a）和 3(b)现象如图 3 所示。试样的断裂角区域 I 和 不是 45，这可能是由于正常应力 21 引起的。高倍率的断口形貌特性示于图 。从图 3可以看出（ B），压缩断裂面显示三个不同的区域： I,裂区域之间有明显界限。 图 向扫描电镜图像，（ a）和（ b）非晶合金的断裂视图 虽然 仍然可以从这些样品中观察到不同的断裂特征，这在最近的文献中很少报道。由于区域 有代表 显示。区域 所示。在断口可以观察到三个特色鲜明的混合物：脉状结构（图 4（ b），一个细长的条纹的静脉图案（图 4（ c）以及断裂引起的重熔（图 4（ d）。这三个特征均匀分布在区域 I。静脉结构 和熔化残余量的大小不同于图 4（ b） （ d）。从图 b)-(d)可以看出脉状结构尺寸变小而熔融残留量增加。人们已经知道，块体非晶合金能够引起断裂表面的绝热加热，这显著降低了大块非晶合金的粘度并导致静脉图案沿断裂面的变形。明显的断裂特征，如静脉结构和重熔（图 b），（ c）和（ d） 能够在当地的剪切带断裂时显示明显的绝热现象。此外，熔化过程可以解释为一个在材料内所存储的高弹性能量瞬时释放的过程。相较于表面的表面能，断裂表面的温度可以准确确定 23。 其中 c, 从 图 4（ b） （ d）可以看出 就导致了表面能以及温度断裂面的减少。因此，断裂特征的趋势可以用上面的表达式解释。 至于压缩加载，断裂特征是由于在主剪切带高弹性能量在瞬间断裂诱导的局部熔化引起的。大部分应变能量消散了断裂表面而导致绝热加热熔化 24 。熔化过程可以解释为一个所存储的高弹性能量瞬时释放的过程。此外，断裂的主要特征是由这个产生所引起的。在 化区和长纹静脉图案表明高弹性能量在瞬时断裂释放，这就导致了粘性流变层 24 。 沿断裂方向上滑动的粘性流变层 形成了静脉特征。当静脉粘度降低时形成细长条纹图案。当温度高于合金的熔点时，熔化继续进行并形成熔化图案。 图 区域 所示。从图 5(a)可以看到，在区域 5（ b）显示的图案的线密度比区域 据式（ 1）， 绝热加热也将低于该地区。图 5（ c）显示了区域 完全不同于区域 I。该模式类似于疲劳断裂的平滑特征 2526 而不是典型的脉状结构和熔化区，这 可能是由于较低的温度和合金的粘度不下降引起的。一些微裂纹也可以在图 5（ C）中看到，这是几乎垂直的剪切断裂的方向。由于断裂表面之间的结合力强，大的剪切力导致在断裂表面上形成微裂纹。值得注意的是，在这里， 27 ，在目前的工作上这是与 在大多数的断裂表面和侧面很少观察到试样的表面有剪切变形特征，这表明 断裂是由几个剪切带引起的。因此，没有明显的塑性变形，这是与应力应变曲线一致 的。不过，不同于其他地区，许多平行剪切带呈现出在交叉口附近的断裂区域 图 6）。这可能是由于区域 样，形成了许多剪切带。然而，剪切带上面分布不均匀。附近的断裂观察到较高的浓度。 图 5扫描电镜图像压缩断裂区域二以及非晶态合金 此外，一些熔化的位置可以从图 6中的剪切带上看到。这可以通过熔融的滴挤压远离断裂平面，最后在标本处的熔融区域的侧面形成剪切带。 图 6 的压缩断口形貌 4 结论 （ 1）由铜模具铸造和玻璃性质成功合成的 （ 2）相比于 有 1 960 0%，这表明， 加入提高了性能。 （ 3）绝热加热程度的不同诱导四种类型的断裂的特点：一个静脉结构，细长的和纹状静脉图案，熔化和平滑区域。 放巨大的应变能量引起绝热加热。平滑的区域 上分布有许多微裂纹，这是由强剪切力引起的。该强剪切力也导致许多剪切带以及横向表面的融化。 参考文献 1 . J. 2013, 66(2): 3237. 2 W. A of J. 2011, 3: 8290. 3 H. J. 2009, 21(45): 45244544. 4 . to of of J. 2012, 35: 518556. 5 , . M. 2011: 1523. 6 , . of J. 2011, 59(6): 22432267. 7 , , H, Y, D, L, , L, P. J. 2011, 59(8): 29282936. 8 H, K, Z, . J. 2013, 56(3): 657641. 9 , , . J. 2001, 42(10): 20422045. 10 , , . by in of J. 2003, 48(6): 653658. 11 L. . on J. 2009, 12(1/2): 1422. 12 M, N. of J. 2010, 55(8): 759839. 13 F, F, X. of J. 2009, 57(1): 257266. 14 , , . of J 2010, 62(4): 1018. 15 A, J, L. of J. J 1996, 11(2): 503511. 16 H. of J. 2012, 57(3): 487656. 17 Q, . in J. 2011, 56(4): 379473. 18 , Y, B, L, H. l J. 2005, 54(7): 32843289. ( 19 , , , , . J. 2010, (6): 473477. 20 K, Q, X. of or J. 2005, 94(12): 125510. 21 F, , . in J. 2003, 51(4): 11671179. 22 , J, Y, K, . of on of a at J. 2011, 42(6): 14911498. 23 D, Z, . J. 2000, 343/346: 197202. 24 F, N, , C, F. of on J. , 2008, 473(1/2): 105110. 25 J. 2007, 36(6): 10291032. ( 26 Y, K, L. in J. J. (2013) 20: 11371141 of a i ), y ), S ) 10082, 013 by at by RD mm in an 960 an of 0% to of i of of a an as as is in by In to as as in of so 14. d, Ni r 5, on a of to 68. FA mm to 9. i, Fe i 10. It 2. it is an to MG by or on a at is in of 1112. of in be As of 1) in is 1315 (of is g, or m). in in of 2) in to of 1617, is in In a by 18 l i. of of 2 he by of or in an , u r l i in to a to by by 20120228; 20120613 +8673188821648; . (2013) 20: 11371141 1138 mm in 0 mm in of u by a a 0 K/at a a 104s1. of mm in mm in of to of of to by 3 RD of MG i is 1. It be RD of a of of SC is in 1. 98 K 49 K, to be as RD 1 SC of It be an an of an it a 960 i in a of 0% to of in i an in to 19. In to of of 20. 2 of a) b) EM of 3(a) 3(b) 3. of I 5, be to 21. of 4 . It be 3(b) I, II MG on in to EM 4. is 4. A of be on a 4(b), a 4(c) as as 4(d). . of of 4(b)(d). It . (2013) 20: 11371141 11393 of a) b) of 4 of of of 4(b)(d). It an on 22, of to of as 4(b), (c) d) in be to an of of is to be by 23: N/)f, (1) is of c,It be 4(b)(d) . (2013) 20: 11371141 1140 to of as as of of be by As is to by of is on to 24. be to an of In is by is of to 24. on of I. It be 5(a) is a of in I. (b) of is of . q. (1), be of . (c) of I, is . is to of 2526 be to of of be 5(c), is to of to to of in It is EM MG a 27, is MG on of of by no is in on I (6). It be by I. on A 5 I of a be in 6. be by of MG by in on of J. (2013) 20: 11371141 11416 of ) is by is RD 2) an 960 an of 0% to of i 3) of of a an 4) as as of in by In to as as on 1 . J. 2013, 66(2): 3237. 2 W. A of J. 2011, 3: 8290. 3 H. J. 2009, 21(45): 45244544. 4 . to of of J. 2012, 35: 518556. 5 , . M. 2011: 1523. 6 , . of J. 2011, 59(6): 22432267. 7 , , H, Y, D, L, , L, P. J. 2011, 59(8): 29282936. 8 H, K, Z, . J. 2013, 56(3): 657641. 9 , , . J. 2001, 42(10): 20422045. 10 , , . uby in of J. 2003, 48(6): 653658. 11 L. . on J. 2009, 12(1/2): 14