低Hf含量Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金的斷裂行為低Hf含量Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金的斷裂行為

摘要：本研究旨在探究低Hf含量的Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金在不同加載條件下的斷裂行為。通過拉伸測試以及掃描電鏡觀察，研究了該合金的斷裂韌性和斷裂模式。結(jié)果表明，在高應變速率下，該合金呈現(xiàn)出明顯的韌性斷裂行為。隨著應變速率的增加，合金的斷裂韌性有所降低，而且出現(xiàn)了明顯的斷裂面溶解現(xiàn)象。此外，通過X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)了非晶合金斷裂韌性降低的原因。

1.引言

塊體非晶合金由于其獨特的物理和化學性質(zhì)在材料科學領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。然而，由于其非晶結(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì)，非晶合金在應力加載下容易發(fā)生斷裂，限制了其應用范圍。因此，深入研究非晶合金的斷裂行為對于其應用和改善具有重要意義。本研究選取了低Hf含量的Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金作為研究對象，通過拉伸測試以及掃描電鏡觀察等方法，探究了該合金的斷裂行為。

2.實驗方法

2.1合金樣品制備

采用真空自熔法制備了低Hf含量的Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金鏜棒。制備出的合金樣品具有圓柱形狀，直徑為10mm。

2.2拉伸測試

采用縱向拉伸測試方法對Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金進行斷裂行為的研究。測量過程中記錄了加載力和樣品伸長量，并計算了斷裂韌性。

2.3掃描電鏡觀察

使用掃描電鏡觀察了斷裂韌性測試后樣品的斷裂面形貌，并對斷裂特征進行分析。使用能譜儀對斷裂面進行了元素分析。

3.結(jié)果與討論

通過拉伸測試發(fā)現(xiàn)，Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金在不同應變速率下表現(xiàn)出不同的斷裂行為。在低應變速率下，該合金呈現(xiàn)出明顯的韌性斷裂行為，拉伸至斷裂時合金伸長量較大。而在高應變速率下，合金的韌性有所降低，斷裂面發(fā)生了明顯的鈍化現(xiàn)象。此外，斷裂面的觀察還發(fā)現(xiàn)了斷裂面溶解現(xiàn)象，說明了高應變速率下合金的斷裂機制可能與材料的溶解有關(guān)。

通過掃描電鏡觀察和能譜儀分析，發(fā)現(xiàn)斷裂面的溶解現(xiàn)象與Hf含量的降低有關(guān)。非晶合金中的Hf經(jīng)常用來控制其斷裂韌性，但Hf的含量較低時，Hf的抑制作用較弱，使得合金在高應變速率下易于發(fā)生斷裂。因此，低Hf含量的Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金的斷裂行為受到Hf含量的影響。

4.結(jié)論

通過對低Hf含量Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金的斷裂行為進行研究，發(fā)現(xiàn)了該合金在高應變速率下呈現(xiàn)出較低的斷裂韌性和明顯的斷裂面溶解現(xiàn)象。斷裂面溶解現(xiàn)象與合金中Hf含量的降低有關(guān)，當Hf含量較低時，合金的抗斷裂能力較弱。因此，合金中Hf含量的提高可以提高合金的斷裂韌性，改善其斷裂行為。

本研究結(jié)果對于進一步了解塊體非晶合金的斷裂機制和改善其斷裂行為具有重要意義，為該合金的工業(yè)應用提供了理論依據(jù)。然而，本研究還存在一些不足之處，例如未考慮其他合金元素對斷裂行為的影響，需要進一步的研究來完善這一領(lǐng)域的知識通過對低Hf含量Zr61Ti2Cu25Al12塊體非晶合金的研究，發(fā)現(xiàn)在高應變速率下，合金的斷裂韌性降低且斷裂面發(fā)生鈍化和溶解現(xiàn)象。這表明高應變速率下合金的斷裂機制可能與材料的溶解有關(guān)。通過掃描電鏡觀察和能譜儀分析發(fā)現(xiàn)，斷裂面的溶解現(xiàn)象與Hf含量的降低相關(guān)。低Hf含量使得合金的抗斷裂能力較弱，因此提高Hf含量可以改善合金的斷裂行為。本研究結(jié)果對于進一步了解塊體非