TiZr基非晶复合材料在超塑性成形过程中结构和性能的变化机理
批准号:
52061024
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
袁子洲
依托单位:
学科分类:
金属材料制备与加工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁子洲
中文摘要
非晶合金复合材料(BMGCs)克服了非晶合金室温脆性的弱点,但成形困难。申请人认为过冷液相区的超塑性成形是该问题的有效解决方法,但迄今为止,关于BMGCs的超塑性成形未见报道。本项目以室温综合力学性能优异的TiZr基BMGCs为研究对象,在其过冷液相区进行齿轮的网格法超塑性成形实验。研究不同晶化体积分数BMGCs在齿轮的超塑性成形过程中的塑性流动行为、显微结构和力学性能的变化规律。解决BMGCs在超塑性成形过程中显微结构和性能的演变机制及其内在关联,以及晶体相含量对超塑性成形中BMGCs的结构和性能的影响机理等关键科学问题。研究成果可以为BMGCs的成形方法及零件的性能改善提供理论依据,加快BMGCs的工程化应用进程。
英文摘要
Bulk metallic glass composites (BMGCs) has overcome the brittleness of bulk metallic glasses at room temperature, but still suffers from the difficulty in processing. In my opinion, superplastic forming in the supercooled liquid region of BMGCs is an effective technique to solve this problem. But superplastic forming of BMGCs has not been reported up to now. In this project, the typical gear part was taken as an example and fabricated by superplastic forming technology in the supercooled liquid region using TiZr-based BMGCs with excellent mechanical properties at room temperature. The plastic flow behavior, evolution regularity of microstructure and mechanical properties of the BMGCs with various volume fractions of crystalline dendritic phases in the superplastic forming process of gear was studied by mesh method. In this way, some key scientific problems such as the mechanism and inner relationship of microstructure evolution and mechanical property change, and the effect of volume fraction of crystalline dendritic phases on the microstructure evolution and mechanical property change of BMGCs during the superplastic forming process will be solved. The results will not only provide a theoretical foundation for the forming technology of BMGCs and performance improvement of the BMGCs part, but also accelerate the engineering application process of BMGCs.
大块非晶合金复合材料(BMGCs),不仅保留了纯非晶的高强度优势,又克服了其室温脆性缺点,具有更加优异的综合力学性能。但是也正是由于其高强度,室温成形困难,即便采用铸造成形,很容易由于成分、壁厚差异等造成晶体相的晶粒分布不均匀而影响制件的质量。过冷液相区的超塑性成形是该问题的有效解决方法,但迄今为止,关于BMGCs的超塑性成形未见报道。本项目制备了不同晶化体积分数的内生-Ti晶体相Ti-Zr-Cu-Co-Be系列非晶复合材料,研究了不同晶化体积分数BMGCs超塑性成形过程中的塑性流动行为,并根据其塑性流变行为建立其热加工图,根据热加工图找到了试样最合适的热加工工艺参数区间。此外,对不同晶化体积分数的BMGCs超塑性成形前后的显微结构和力学性能进行对比研究,发现这些非晶复合材料在超塑性成形过程中均有不同程度的纳米晶化,并影响其变形后的力学性能。且随着晶化体积分数的增大,其热稳定性下降,热加工区间变小,且超塑性变形过程中晶化现象更严重。虽然-Ti相增强非晶复合材料在变形过程中可能由于马氏体相变呈现出优异的综合力学性能。但热变形后的试样普遍呈现出脆性断裂趋势,断裂强度均小于铸态试样,且随着原始晶化体积分数的增大,强度更小,这与材料内部的晶体相含量和微裂纹密切相关。该研究成果可以为BMGCs的超塑性成形方法提供一定的理论依据,加快BMGCs的工程化应用进程。
大块非晶合金在搅拌摩擦焊过程中塑性流动行为研究
-
批准号:51661015
-
项目类别:地区科学基金项目
-
资助金额:40.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:袁子洲
-
依托单位:
金属玻璃基复合材料的晶化与超塑性流变行为研究
-
批准号:51061008
-
项目类别:地区科学基金项目
-
资助金额:27.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:袁子洲
-
依托单位:
国内基金
海外基金