熔体冷却速率与块体非晶合金塑性的关系研究

基本信息
批准号:51204118
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:胡勇
学科分类:
依托单位:太原科技大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张雯,闫红红,李楠,崔晓明
关键词:
非晶合金塑性变形冷却速率微观结构
结项摘要

Metallic glasses often show worse plasticity during deformation in room temperature, which considerably confines its practical application. Therefore, it will have important scientific significance and engineering applications value to investigate the plastic deformation mechanism of metallic glasses. The existing results showed that the plasticity of bulk metallic glasses can be improved by increasing ordering or disordering degree. That is to say, the bulk metallic glasses with the same composition would experience a nonmonotonic change in plasticity while the microstructure goes from disorder to order, i.e., a transition of "large-small-large" in the plasticity. However, there are still not enough data to verify that such inference is right or not. Therefore, bulk metallic glasses will be prepared by controlling the cooling rates of melt and then be deformed in this project. Accordingly, a relationship between cooling rate and the plasticity of bulk metallic glasses with different composition will be analyzed. In addition, so far the deformation mechanism of metallic glasses is still not clear, especially for the metallic glasses with homogeneous structure. Therefore, the effect of cooling rate of melt and composition on the microstructure of bulk metallic glasses will be investigated by means of transmission electron microscope (TEM), X-ray diffractometer (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC) in this project. As a result, a relationship between cooling rate of melt, composition, microstructure and plasticity will be established, and it will be attempted to understand the plastic deformation mechanism of metallic glasses at atomic length scales.

非晶合金在室温变形过程中通常表现出较差的塑性,使其实际应用受到一定程度的影响,因此研究非晶合金的塑性变形机制具有重要的科学意义和工程应用价值。已有研究表明,增加原子结构的有序度或无序度都可以有效改善块体非晶合金的塑性。这意味着,相同成分块体非晶合金的塑性随着微观结构的变化并不是单调增加或减小,而是经历一个由高到低再升高的转变。但该推论是否成立,仍缺乏充足的实验依据。为此,本项目将通过控制熔体冷却速率制备具有不同微观结构的块体非晶合金,并对其进行变形,分析不同成分块体非晶合金塑性与冷却速率之间的关系。另外,人们目前对非晶合金塑性变形机制的认识还不是很清楚,尤其是具有单一结构的非晶合金。为此,本项目将主要采用透射电镜、X射线衍射和热分析,系统地研究熔体冷却速率与合金成分对微观结构的影响,建立熔体冷却速率、合金成分、微观结构与塑性之间的内在关系,试图从原子尺度上认识非晶合金的塑性变形机制。

项目摘要

块体非晶合金在远低于玻璃转变温度时通常表现出明显的脆性,严重的限制了其作为工程材料的应用。为了进一步探究块体非晶合金的塑性变形机理,本项目以Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金作为研究对象,利用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机等手段研究了熔体冷却速率与块体非晶合金塑性之间的关系;分析了自由体积含量和结构无序度与单一结构块体非晶合金塑性的关系;建立了母合金铸锭显微结构与对应的块体非晶合金结构无序度之间的关系;研究了玻璃形成能力与韧脆性转变之间的关系。结果表明,随着熔体冷却速率的降低,Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金的弯曲塑性随着熔体冷却速率的降低出现了由高到低再升高的转变,而自由体积含量和纳米晶体积分数的变化是导致这一现象的主要因素;自由体积和结构无序度都是影响单一结构Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金塑性的主要因素,但自由体积与塑性的关系在很大程度上取决于结构无序的程度;随着重熔次数的增加,母合金铸锭的凝固组织明显细化,相应的Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金中有序团簇尺寸显著减小,原子无序度增加;对于较低玻璃形成能力的Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块体非晶合金,其弯曲塑性随着熔体冷却速率的降低出现了单调下降,并未出现韧脆性转变。这些结果进一步完善了块体非晶合金的塑性变形机理,为改善块体非晶合金的塑性提供了理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020

胡勇的其他基金

批准号:30971558
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81271685
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61202235
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204026
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11801260
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50875191
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:11374117
批准年份:2013
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:51806063
批准年份:2018
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51773089
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51865011
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51079117
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51379167
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:61304027
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871768
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51173077
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51779200
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81572193
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81860561
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21474047
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:71271061
批准年份:2012
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11104096
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11774114
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11004091
批准年份:2010
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21171146
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:91746204
批准年份:2017
资助金额:240.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51809002
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41571380
批准年份:2015
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50603008
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21671173
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30500288
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21074051
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:41901386
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70801020
批准年份:2008
资助金额:17.30
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

铁基非晶合金熔体原子扩散与非晶形成能力的关系研究

批准号:51571079
批准年份:2015
负责人:张博
学科分类:E0106
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
2

钛基块体非晶合金热塑性成形性能与成形机理研究

批准号:51601063
批准年份:2016
负责人:龚攀
学科分类:E0106
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

均匀塑性变形条件下块体非晶合金的回春行为研究

批准号:51871217
批准年份:2018
负责人:潘杰
学科分类:E0106
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

高压下合金熔体过冷和块体复合纳米晶结构的形成及物性

批准号:10174059
批准年份:2001
负责人:张湘义
学科分类:A2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目