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先进功能材料.doc

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文档介绍:先进功能材料


Bulk metallic glass composite with good tensile ductility, high strength and large elastic strain limit
Nat基质大,然而非晶基质具有较大的塑性应变,尽管它们具有相同的总应变。图4b-III红色弹簧表明,在塑性预变形之后,外力被移除,弹性应变趋向于回复,在一个理想的独立情形下,非晶基体和B2相都回复到零应力状态;图4b-III蓝色弹簧表明,由于弹性应变的不匹配和相互约束,B2相的回复受到了非晶基体的抑制,而非晶基体的回复受到了B2相的促进,因此,非晶基体处于压缩应力状态,B2相处于拉伸应力状态。显然,非晶基体中的残余弹性应变是压缩的,而B2相中的残余弹性应变是拉伸的,由于非晶基体的弹性应变极限小于B2相,B2-BMGC的弹性应变极限由非晶基体决定。图4c是B2-BMGC与α和β有关的弹性应变极限,其中α为B2相与非晶基质弹性应变的比值,反映了B2相的相对弹性恢复能力;β为为B2相与非晶基质强度的比值,反映了强化作用。塑性预变形B2-BMGC的弹性应变极限与α和β有关,对于给定的β,塑性预变形B2-BMGC的弹性应变极限单调地随α的增加变大,这表明B2相弹性恢复能力的增加会导致B2-BMGC弹性应变极限的变大,显然,大的α和β值能够显著增加B2-BMGC的弹性应变极限,因此,塑性预变形B2-BMGC的弹性应变极限可以通达改变α和β值进行很好的控制。
当预变形超过10%总应变(弹性和塑性变形)时,B2经受一个大的塑性变形,应变硬化到很高的强度(如图4a所示),同时,非晶基质也进行塑性变形,但强度不变;缷载时,B19'相逐渐反向转变为B2相(图3a中XRD图),由于B19'→B2的反向相转变,B2相回复到超过6%大的准

弹性应变,这比非晶基质2%要大得多。显然,塑性预变形B2-BMGC中弹性应变回复不匹配,所以都不能自由地进行弹性回复。图4e的有限元建模结果表明,塑性预变形B2-BMGC的应力状态确实是非晶基体是压缩的而B2相是拉伸的,这基本与以上图4a、4b、4c的分析和界面处应力集中一致。
当重新加载载荷时,处于压缩状态的非晶基体首先弹性回复到零应力状态,进一步加载载荷导致非晶基体处于拉伸状态,同时,塑性预变形B2-BMGC中先前由B19'反向相转变的B2相又转变为B19'相。理论上,塑性预变形B2-BMGC的弹性应变极限是0~4%,尽管达不以,但是塑性预变形B2-BMGC一个大的弹性应变极限2.7%是合理的。


图5 B2-BMGC经受拉伸变形和先前报导的BMGCs的拉伸屈服强度-弹性应变极限图
图5是B2-BMGC和先前报导的铜基、锆基BMGCs的拉伸屈服强度-弹性应变极限数据,直线Ɛ=2.0%是单片BMGs的一个典型弹性应变值,先前报导的BMGCs,它们在直线Ɛ=2.0%的左边,它们的弹性应变极限近似为1.4%~1.9%,相应的屈服强度为900MPa~1560MPa;塑性预变形B2-BMGC处在图中右上角,展现出大的弹性应变极限和强度的良好结合性。

总的来说,这个研究表明,亚稳态B2相可以有效促进多重剪切带生成,进而显著增强B2-BMGC的塑性变形能力,塑性预变形B2-BMGC能够表现出的弹性

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上传人:布罗奇迹 8/3/2022 文件大小:3.72 MB

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