Al基非晶合金冷变形处理后软化机制的研究

摘要

本实验通过研究冷轧Al90Y10(90Al)及Al84Y8.5Ni4Co2Pd1Fe0.5(84Al)两种玻璃合金的结构、元素分布、热稳定性及机械性能的变化，目的是区分与简单二元合金在485K及542K温度下对应的(Am)→fcc-Al(Al)+Am→Al+Al3Y的转变过程及多组元合金在548K温度下产生的玻璃转变过程及在584K温度下Al+立方AlxMy(M=Y,Fe,Co,Ni,Pd)共晶沉淀析出的过程。对90Al合金，在冷轧处理厚度减薄率达到80%后，由结晶引起的放热峰没有发生明显的变化。而对于84Al合金，在冷轧后，结晶峰的放热量明显降低，显示出其与热处理后稳定性相反的结果。两种成分的合金在冷轧后，由纳米级的Al及非晶相构成，表明轧制可以诱导晶体产生。该结构与90Al合金的加热诱导相一致，而84Al合金，轧制后化合物结构与加热后产生的Al+AlxMy化合物相结构不同。通过三维原子探针的分析，发现轧制诱导产生的Al相具有与非晶基体相似的合金成分，不同于加热诱导产生的结晶行为。由此知道的是84Al由轧制诱导产生一种新型的非平衡Al固溶体+非晶之间并没有明显的偏析界面。Al+非晶相的产生被解释为通过增强由轧制诱发的应变积累效应引起的过冷液体的不稳定性来抑制形成AlxMy化合物而形成。冷轧90Al和84Al合金带表现出良好的弯曲延展性，硬度显着降低。这与84Al合金的加热诱导结晶状态的脆性和硬化性质相反。对84Al这种高溶质含量的Al基玻璃合金，冷轧对提高其延展性是非常有效的，这种新奇的现象提高具有高溶质含量的Al基玻璃合金的应用是有重要作用的。

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 包含亚稳相铝基材料的发展

1.2.1 铝基非晶合金

1.2.2 块体玻璃合金

1.2.3 铝基纳米晶合金

1.2.4 铝基纳米准晶合金

1.3 机械作用对非晶合金的影响

1.3.1 轧制作用对非晶合金的影响

1.3.2 单向压缩对非晶合金的影响

1.4 课题研究内容及意义

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 原料配比计算

2.1.2 原料质量称量

2.2 实验设备

2.2.1 真空电弧熔炼炉

2.2.2 液态金属急冷甩带机

2.2.3 轧机

2.2.3 非晶薄带退火

2.2 实验表征方法及仪器设备

第3章 结果与讨论

3.1引言

3.2 实验内容

3.2.1非晶合金条带及轧制条带制备

3.2.2 条带结构表征及性能测试

3.3 90Al及84Al条带轧制

3.3.1 XRD结构分析

3.3.2 轧制条带DSC分析

3.3.3 轧制条带TEM分析

3.3.4 三维原子探针分析

3.3.5 轧制条带硬度分析

3.3.6 轧制条带退火后硬度分析

3.3.7 轧制条带扫描分析

3.3.8 结果分析

3.3.9 小结

3.4 其他非晶合金条带轧制

3.4.1 微量元素添加对轧制影响

3.4.2 Al含量轻微变化对轧制影响

3.4.3小结

第4章 全文总结

4.1 全文总结

4.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢