Al-Co-Y体系中的非晶形成及非晶态铝合金粉末的温挤压成型

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	Al-Co-Y体系中的非晶形成及非晶态铝合金粉末的温挤压成型
	董盼
学位类型	博士
导师	全明秀
	2007-06-08
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	金属研究所
学位专业	材料学
关键词	Al基非晶态合金非晶形成能力等温晶化粘度温挤压成型
摘要	Al基非晶态合金由于具有超高比强度等优异的性能，近年来备受广泛关注。但其非晶形成能力有限，是实用非晶态合金体系中迄今唯一尚未获得块体样品的一类，仅能通过急冷技术制备出条带或粉末状样品。因此，开展该类合金体系玻璃形成能力及块体样品成型行为的研究具有重要的科学意义与实用价值。本文研究目的之一是针对目前Al基非晶合金中非晶形成能力最强的Al85Ni5Y8Co2合金的Al-Co-Y基础体系非晶形成能力进行深入研究，优化其最佳成分点，并对其玻璃转变温度附近的等温晶化过程进行研究，以理解纳米Al/非晶结构的形成机理。另一研究目的是利用雾化技术制备具宽过冷液相区的Al85Ni5Y6Co2Fe2成分非晶态粉末，计算并分析其在过冷液态区的粘滞流变特点，通过温挤压成型技术研究块体非晶态铝合金的成型性、结构稳定性及相关力学性能。主要结果如下： 1．Al-Co-Y体系富Al区中非晶形成能力最强的合金成分为Al88Co5Y7，所形成的非晶条带的临界厚度为230 μm。该成分在加热晶化前无可见玻璃转变特征，且初晶晶化温度、约化玻璃转变温度和过冷液相区宽度等热力学参数都不遵循经典的非晶形成判据。该体系的非晶形成存在明显的相选择行为，Al88Co5Y7周围合金的初晶晶化相分别为fcc-Al、Al3Y和Al9Co2相。位于最优化成分与晶体相连线上的合金成分在对应尺寸样品中存在非晶相与相应晶体相的复合结构，离最优化非晶形成成分越近，非晶含量越高。 2．Al-Co-Y体系富Al区非晶形成范围内合金的等温晶化行为对合金成分敏感。当Co含量不变时，随着Al含量的减少，非晶态合金在Tg附近等温晶化产物发生明显的变化，即先由高密度细小的球形纳米fcc-Al粒子逐渐演化为低密度较粗大的不规则形状与球形共存的纳米fcc-Al粒子，之后转变为亚稳相Al9Co3Y2与fcc-Al相复合结构。应用这一等温晶化相形成图，可以预测Al-Co-Y及类似体系中，低温退火后样品部分晶化的显微结构与成分的对应关系。 3．利用气体雾化技术制备出完全非晶和部分非晶结构的Al85Ni5Y6Co2Fe2合金粉末。其中较小粒度范围的合金粉末（-25 ）含有97.3%非晶相及微量的fcc-Al相。随着粉末粒度的提高，其相组成的演变规律为非晶非晶´+fcc-Al fcc-Al+AlNiY+Al3(Ni,Fe) fcc-Al+Al9Co2+Al3Y+ Al3(Ni,Fe)，而非晶相的质量分数则急剧降低。所有粒度粉末的DSC曲线都表现出三个放热反应，-25 粒度的粉末具有宽达22 K的过冷液相区，初晶晶化温度为580 K。显微硬度值达到348 Hv。 4．利用温挤压成型方法成功制备出Al85Ni5Y6Co2Fe2的块体非晶结构材料，并对块体材料的微结构、热稳定性、相组成及力学性能进行了系统研究。计算表明，粉末在玻璃转变温度Tg附近时粘度急剧降低，551 K时具有最低粘度值。这一特征为粉末于550 K温挤压成型过程中呈现出的流变行为所证实。当挤压比Re为15.7，挤压温度Te为550 K和575 K时，样品的结构分别为非晶相+fcc-Al和非晶相+fcc-Al+Al3Y+Al9Co2+ Al3(Ni,Fe)。样品的相对密度分别为97和96%，压缩断裂强度分别达到了403和435 MPa。
页数	140
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16881
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	董盼. Al-Co-Y体系中的非晶形成及非晶态铝合金粉末的温挤压成型[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2007.