《循環載荷處理對非晶合金結構與性能的影響》是依託清華大學，由姚可夫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：循環載荷處理對非晶合金結構與性能的影響
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：姚可夫
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目的目標是認識施加低於屈服強度的循環載荷對非晶合金結構與性能的影響，探索提高非晶合金塑性的新思路。擬採用Ti基、Zr基、Fe基塊體非晶合金為研究材料，實驗研究循環載荷大小、循環載荷處理周次數對循環載荷處理後非晶合金的結構弛豫、模量、熱穩定性和力學性能的影響規律；採用正電子湮滅技術測試分析循環載荷處理前後非晶合金的正電子壽命變化，揭示循環載荷處理對非晶合金正電子壽命譜和對應於不同尺度缺陷的正電子壽命分量的影響規律；建立不同尺度缺陷與非晶合金巨觀性能間的關聯；認識循環載荷作用對非晶合金結構弛豫、缺陷、巨觀性能的影響機制，探討非晶合金的形變機制；並通過非晶轉變溫度Tg附近等溫退火，揭示退火熱處理效應對非晶合金循環載荷處理效應的影響。在實驗研究的基礎上，提出改善非晶合金塑性的思路和方法。為認識非晶合金形變機制和提高非晶合金塑性提供科學依據和實驗基礎。研究工作具有重要理論意義和潛在實用價值。
結題摘要
本研究已完成了項目的研究任務，實現了項目的預期目標。取得了一些重要研究成果。本項目取得的主要研究進展以下： 通過工藝最佳化製備出了氣孔等缺陷少、質量高的鑄態非晶合金樣品，並研發出系列非晶形成能力強的Ti基塊體非晶合金，一些Ti基塊體非晶合金的臨界尺寸達20-30 mm以上。 製備出的高質量塊體非晶合金樣品為研究循環載荷處理對非晶合金微結構與性能的本徵影響提供了實驗研究基礎。採用在彈性變形範圍內施加低於屈服強度的循環載荷處理非晶合金材料的研究方法，發現循環載荷處理對非晶合金力學性能存在顯著影響，循環載荷處理可提高非晶合金的塑性變形能力，塑性變形量的提升幅度與施加的循環應力大小和循環處理周次數有關。在給定循環載荷作用下，存在塑性增加最大的最佳循環處理周次數。循環應力越大時，最佳循環周次數越小。研究發現，循環載荷處理可使Vitl鋯基非晶合金（Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5非晶合金）的塑性變形量從0.7%提高至22.5%，提升幅度達32倍以上。冷熱(-196℃—150℃)循環處理不降低非晶合金的塑性變形能力，但在Tg以下進行結構弛豫等溫退火會使循環載荷處理帶來的塑性增加效益消失。研究發現循環載荷處理可使非晶合金內不同尺度缺陷的尺寸和濃度發生顯著變化，原子尺度至納米尺度缺陷的尺寸和濃度對非晶合金塑性變形能力有顯著影響。增加該尺度缺陷的濃度有利於剪下帶開動，循環載荷處理顯著增加非晶合金內該尺度缺陷的濃度，因而大幅提升非晶合金的塑性變形能力。研究成果為探索改善非晶合金塑性的新方法和新途徑提供了科學依據。本項目還研發出非晶形成能力強的塊體高熵非晶合金和成形質量好的非晶合金模壓成形技術，為非晶合金套用提供了新的技術基礎。
