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形状记忆晶相/铜基非晶复合材料的组织和微观力学行为
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG113[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050, [2]兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China(51551101,51661017,51571105); Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(20116201120003); Natural Science Foundation of Zhejiang Province of China(LQ13E010002); Scientific Research Project of the Higher Education Institutions of Gansu Province(2013A-040)
中文摘要:

采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备Cu_(50)Zr_(42)Al_8锥形试样,研究了合金不同直径处的组织和微观力学行为,分析了尺寸效应和裂纹自愈合行为。结果表明,复合材料组织中包括非晶基体相、金属间化合物Al Cu_2Zr相、奥氏体B_2-Zr Cu相和热致马氏体B19’-Zr Cu相。纳米压痕结果表明,单一非晶结构的试样心部硬而表面较软,呈现越小越软趋势,而较大尺寸的非晶复合材料由于析出相的存在,心部软而表面较硬。形状记忆晶相由TRIP效应对非晶基体增强增韧,而Al Cu_2Zr相析出使基体脆化。经150℃/10 min退火后,微观压痕产生的裂纹表现出自愈合行为。加载时,形变诱导B2奥氏体向B19’马氏体相转变并伴随着体积的膨胀,而高于逆转变温度退火,B19’转变为B2相,体积收缩并在组织应力作用下驱动裂纹愈合。

英文摘要:

Tapered Cu_(50)Zr_(42)Al_8 alloy with good glass-forming ability was fabricated by copper mould suction casting. Cubic Al Cu_2 Zr and B_2-Zr Cu, thermal-induced martensitic B19'-Zr Cu phases form on the glass matrix along the radial direction structure.Size effects on micro-mechanical properties and a unique crack healing behavior were studied. Micro-hardness of monolithic bulk metallic glass(BMG) displays "smaller is softer" trend, that is, the softer surface and the harder center. Whereas the lager size composites possess a softer center and a harder surface, due to the integrative action of the secondary phases. Amorphous matrix is toughened by TRIP(transition induced plasticity) effect of shape-memory phase as well as weakened and embrittled by Al Cu_2 Zr crystal. After annealing, self-healing of Vickers indentation crack occurs as the thermoelastic transformation of shape-memory crystals. As loading, stress-induced martensites transform from B_2 to B19', along with volume expansion. Annealed upon the reverse transformation temperature, B19' to B_2 transform accompanied by a volume shrinkage, and a restoring force from the structure stress is set up to drive the crack closure.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715