最近,大块非晶合金的热塑性成形得到了广泛的研究。当大块非晶合金被加热至过冷液相区间时,合金呈现急剧软化的流变行为。大块非晶合金的热塑性成形正是充分利用了大块非晶合金在SLR的软化行为和热稳定性的优点,因此,大块非晶合金能获得良好的变形,同时能够避免非晶晶化的发生。受到此启发,RAGANI等、GRAVIER等和LEE等提出合理利用大块非晶合金在SLR中热塑性成形好的特性,将大块非晶合金和传统合金在SLR中进行固态复合成形,制备新型的晶体/非晶复合材料。目前,可以采用压缩成形和挤压成形两种工艺制备这类复合材料。研究者通过压缩成形工艺,在SLR条件下通过大块非晶合金和轻质合金复合变形制备了层/片状
薄板复合材料。研究结果表明,大块非晶合金和传统合金的共同热变形有助于两者的界面结合;但是,压缩工艺容易在界面处产生氧化物,阻碍界面的结合,因而界面强度较低。研究者通过挤压成形工艺,在SLR条件下通过大块非晶合金和轻质合金的复合变形,制备了棒状复合材料。结果表明,挤压工艺可以获得良好的块体非晶与晶体合金之间的界面结合,并且能够避免氧化物的产生。研究者也采用挤压成形工艺,选择非晶合金和铝合金,在SLR条件下进行复合成形,制备出棒状复合材料。然而,在较高挤压温度条件下,非晶发生了晶化,并在非晶与铝合金的界面处产生Be2Zr晶体相和裂纹。
本文作者以铜基大块非晶Cu40Zr44Ag8Al8作为芯部材料、以纯铜作为外部包覆材料,采用挤压变形工艺,制备新型铜合金/非晶复合材料。采用光学显微镜、X射线衍射、示差扫描量热分析和维氏硬度对挤压变形前后芯部非晶的形貌进行结构和观察分析,讨论新型铜合金/非晶复合材料的挤压成形工艺。
利用非晶在过冷液相区间热塑性成形好的特点,通过挤压成形工艺制备新型的铜合金/非晶复合材料棒材;研究挤压温度对复合材料成形的影响;对复合挤压后芯部非晶的尺寸和结构进行分析。在挤压速率一定的条件下,挤压温度对铜合金/非晶复合材料的复合变形影响很大。在726K进行复合挤压时,芯部非晶呈不规则形状且尺寸分布不均匀,并发生晶化,导致硬度急剧增加。在703K进行复合挤压时,芯部非晶呈圆棒状且尺寸分布均匀,铜与芯部非晶的界面结合良好,能够获得质量较好的铜合金/非晶复合材料棒材。在703K挤压后的芯部非晶保持非晶结构,高温结构驰豫作用导致其晶化焓降低。(欣然)