Pd基非晶合金剪切带的特征及其自修复研究

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剪切带是块体非晶合金塑性变形的宏观表现形式,Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金在准静态轴向压缩下具有很大的塑性变形能力,并且在发生塑性变形的时候能够产生较多的剪切带,本论文以Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金为对象,研究了实验条件(应变速率、温度、加载方式、样品尺寸和不同塑性变形量等)对其剪切带的影响,观察其形貌特征变化和探讨变形机制。另外,非晶合金剪切带的自修复可以有效抑制剪切带的扩展,进而改善非晶合金的服役性能。所以本论文在Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金的过冷液相区间内对其进行热处理,对其剪切带进行自修复,并且对自修复之后的力学和热稳定性能进行了研究。  Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金其剪切带形貌特征与实验条件(应变速率、温度、加载方式、样品尺寸和不同塑性变形量等)有明显的联系,不同实验条件下具有不同的剪切带形貌特征。研究表明,Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金在发生塑性变形时随着应变速率的降低塑性增加,内部剪切带厚度变细,次生剪切带密度增大。在所研究的温度范围内,当温度降低时,塑性增加,其断裂强度升高,内部剪切带厚度减小,次生剪切带密度增大。与压缩试样相比,轧制变形后,其剪切带形貌明显不同,剪切带扩展方向混乱,相互交联。与此同时,试样尺寸也显著影响其剪切带形貌,该合金的塑性变形能力随试样尺寸的降低而增大,在尺寸小的样品中以主剪切带为主。Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金随着塑性变形量的增加,先在主滑移区快速形成主剪切带,次生剪切带较少,然后开始出现大量次生剪切带。  Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金玻璃转变温度范围内对其进行热处理,能够使其剪切带得到修复。扫描电镜结果显示,四种不同修复条件(623 K下修复20 min和40 min,633 K下修复15min和30min)均使试样内部剪切带都得到了完全修复。Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金在自修复之后泊松比变小,杨氏模量和剪切模量增大;压缩实验表明,剪切带修复之后强度升高,633 K修复15 min的增加幅度最大,增幅达到110 MPa。Pd79Cu4Au2Si10P5块体非晶合金在自修复之后,试样变形前后的Tg、Tx和Tp,以及修复前后的Tg都没有明显变化;但是Tx由修复前的679 K减少到673 K,过冷液相区间由69 K减少到63 K。
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