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低T_g镁基块体非晶合金的制备及晶化研究

作　者: 赵伟
导　师: 陈刚
学　校: 江苏大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 镁基块体非晶合金 玻璃形成能力 晶化处理 室温塑性 显微硬度
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


镁基非晶合金的玻璃形成能力强，在Mg-Ln-TM系的合金中，Mg65Cu25Y10合金具有最大的△Tx（=Tx-Tg，Tx为晶化转变温度，Tg为玻璃转变温度）和最高的玻璃形成能力（GFA）。本文在Mg65Cu25Y10合金的基础上使用Sn元素部分代替Cu元素，Nd元素部分或全部代替Y元素，利用铜模浇铸法和高真空单辊旋淬法制备了Mg-Cu-M-Y（M为添加其它元素）块体非晶合金和Mg-Cu-Nd-Y非晶条带。对Mg基块体非晶合金的玻璃形成能力、晶化和熔化行为进行了分析，研究了非晶合金的硬度；对Mg-Cu-Nd-Y非晶条带的拉伸塑性进行了测试；对Mg65Cu25Nd4Y6块体非晶合金进行等温晶化处理，并研究了不同晶化工艺对合金的显微组织及性能的影响。实验结果表明，Sn的加入对Mg-Cu-M-Y（M为添加其他合金元素）非晶的玻璃形成能力影响不大。但随着Sn含量的进一步加入，非晶合金硬度明显降低。Nd的加入对Mg-Cu-M-Y（M为添加其他合金元素）非晶的玻璃形成能力影响很大。当Nd含量达到5％时，能形成最大尺寸为4.5mm的完全非晶试样，但其显微硬度值变化不大。此外，Mg-Cu-Nd-Y非晶合金在深过冷液体区间具有塑性流变行为，其中Mg65Cu25Nd7Y3非晶条带的延伸率可达到350％。对Mg65Cu25Nd4Y6块体非晶合金进行不同的等温晶化处理后发现，随着退火温度的升高和退火处理时间的延长，在原本单一的非晶峰上出现了晶体相对应的尖锐晶体峰；位于顶端和底部的非晶合金试样，由于炉中温度的差异，晶化峰强度也有所不同。通过对Mg65Cu25Nd4Y6块体非晶合金不同晶化工艺的SEM照片和X射线衍射谱的分析，非晶合金的基体上出现了一些晶化组织，这些晶体相为Mg相、Mg2Cu相和一些未知相。Mg65Cu25Nd4Y6块体非晶合金晶化后的显微硬度比晶化前有显著提高，且对于同一种工艺，底部试样的硬度值均高于顶端。在463K等温处理0.5h后，合金的脆性最大。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-25
  1.1 块体非晶合金  10-20
    1.1.1 块体非晶合金的发展历史  10-12
    1.1.2 块体非晶合金的性能  12-13
    1.1.3 块体非晶合金获得大的玻璃形成能力(GFA)的几个重要参数  13-15
    1.1.4 块体非晶合金的形成机制  15-17
    1.1.5 非晶合金晶化研究进展  17-20
  1.2 镁基块体非晶合金  20-24
    1.2.1 镁基块体非晶合金的制备方法  20-22
    1.2.2 镁基块体非晶合金的特性  22
    1.2.3 镁基块体非晶合金的研究进展  22-23
    1.2.4 生产和应用展望  23-24
  1.3 本课题研究的目的与主要内容  24-25
    1.3.1 镁基四元块体非晶合金的制备及研究  24
    1.3.2 镁基四元非晶合金的晶化行为研究  24-25
第二章 材料制备与实验方法  25-31
  2.1 实验材料与设备  25-28
    2.1.1 实验原材料  25
    2.1.2 实验设备  25-28
  2.2 实验流程  28-31
    2.2.1 实验步骤  28-29
    2.2.2 中间合金的制备  29
    2.2.3 块体非晶合金的制备  29-30
    2.2.4 非晶条带的制备  30
    2.2.5 晶化实验  30-31
第三章 Mg-Cu-Sn-Y块体非晶合金  31-42
  3.1 Mg-Cu-Sn-Y四元合金的成分确定  31-32
  3.2 实验结果  32
  3.3 分析与讨论  32-36
    3.3.1 Mg-Cu-Sn-Y块体非晶合金的XRD分析  32-34
    3.3.2 Mg-Cu-Sn-Y块体非晶合金的DSC分析  34-36
  3.4 Mg-Cu-Sn-Y块体非晶合金的玻璃形成能力分析  36-39
    3.4.1 非晶合金过冷液相区AT_x分析  36-37
    3.4.2 非晶合金约化玻璃转变温度T_(rg)分析  37-38
    3.4.3 非晶合金玻璃形成能力及临界冷却速率分析  38-39
    3.4.4 非晶合金参数γ分析  39
  3.5 硬度  39-40
  3.6 本章小结  40-42
第四章 Mg-Cu-Nd-Y块体非晶合金  42-53
  4.1 Mg-Cu-Nd-Y四元合金的成分确定  42-44
    4.1.1 原子半径对非晶形成能力的影响  42-43
    4.1.2 原子的相互作用对非晶形成能力的影响  43-44
  4.2 实验结果  44
  4.3 分析与讨论  44-50
    4.3.1 Mg-Cu-Nd-Y块体非晶合金的XRD分析  44-46
    4.3.2 Mg-Cu-Nd-Y块体非晶合金的DSC分析  46-48
    4.3.3 Mg-Cu-Nd-Y块体非晶合金的玻璃形成能力分析  48-50
    4.3.4 硬度  50
  4.4 Mg-Cu-Nd-Y非晶条带拉伸性能研究  50-52
    4.4.1 非晶条带的XRD分析  51
    4.4.2 非晶条带的拉伸性能研究  51-52
  4.5 本章小结  52-53
第五章 四元Mg基块体非晶合金晶化处理研究  53-66
  5.1 实验工艺  53-54
  5.2 实验结果与分析  54-63
    5.2.1 X射线衍射(XRD)分析  54-58
    5.2.2 扫描电镜(SEM)分析  58-60
    5.2.3 非晶晶化分析  60-63
  5.3 显微硬度测试  63-64
  5.4 本章小结  64-66
第六章 结论  66-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间发表的学术论文  74

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 非晶态合金
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