本发明专利技术公开了一种属于非晶合金材料领域的应用循环载荷方式提高非晶合金塑性的后处理方法。该方法是将所制备的非晶合金材料在循环载荷的作用下，通过循环载荷作用处理，提高非晶合金材料的塑性。其中，设定的循环载荷最大应力为待处理非晶合金材料的屈服强度的６０－９０％（可根据公式计算最大载荷值），循环加载因子为０．０５－０．５，循环载荷的频率为５～２０Ｈｚ，循环载荷总周次为１００－２００００次。通过本方法处理后，材料仍保持非晶结构特征，而压缩塑性变形能力显著提高，可提高２～３０倍以上，由处理前的小于１％，提高到约３～２５％以上。本方法具有操作简单，成本低，对试样无损伤等特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非晶合金材料领域，具体涉及一种应用循环载荷方式提高非晶合金塑 性的后处理方法。
技术介绍
块体非晶合金是一种新型的金属材料。它所具有的优异性能，如高强度、高弹性、 高耐蚀性、优异的软磁性等是传统金属所不具备的。它不仅在国防工业、空间探索、生命科 学和信息技术等领域有着良好的应用前景，而且，还能为相关学科领域开辟新的研究方向 和为重大科学问题的解决提供新的机遇和途径。尽管非晶合金具有许多优点和特点，但与传统的钢铁金属材料相比较也有其不足 之处，如非晶态合金材料的常温塑性不高，一般低于1 2%。因此严重地影响了非晶合金 的研制和推广应用。如何提高非晶合金的塑性，尤其设法将其用作于结构材料，提高非晶合 金的塑性到5%以上，具有十分重要的学术价值与应用价值。目前，国内外在如何提高非晶合金塑性方面已进行了大量研究。主要是采用两 种途径一是通过调整非晶合金的化学成分来从根本上改善和提高其塑性。目前这个方 面的研究工作虽然取得了很多进展，但仍存在很多困难。要同时获得大的非晶形成能力 和好的塑性变形能力十分困难。另一个方面就是对制备好的块体非晶合金材料进行一 些后处理，这方面的工作也取得了一定进展，如韩国的Kyoimg-Won Park等，采用静载荷 和保压来提高块体非晶合金方面取得了一定效果，但提高的效果不是太大，而且试样较 小，是将Imm直径的Cu-Zr (Cu65&35)非晶合金材料提高塑性到5 %左右(Kyoung-Won Parka, Chang-Myeon Leea, Hwi-Jun Kimb, Jae-Hoon Leec, Jae-Chul Lee, A methodology of enhancing the plasticity of amorphous alloys :Elastostatic compression at room temperature, Materials Science and Engineering A, 2009,499 :529_533),而且 时间较长；另外一类是类似轧制的变形方式——即通过在几何限制条件下进行一定量的 塑性变形，可使经过塑性变形后的非晶合金的塑性变形量提高，邱胜宝等采用该方法使 Vitl (Zr41. 2Τ 13. 8Cul2. 5Nil0,0Be22. 5)非晶合金的塑性变形量提高到8 %左右(邱胜 宝，“块体非晶合金的室温塑性改善方法研究”，清华大学博士论文，2009. 05)。虽然采用静 态加载和保持的方法能够提高非晶合金的塑性，但其提高的程度比较有限，处理时间较长。 因此开发提高块体非晶合金塑性变形能力的新方法很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供， 其特征在于，该方法使用循环载荷方式为非对称循环载荷方式，通过调整载荷的大小和循 环周次的多少，来改善非晶合金的塑性，其提高幅度可高达30倍之多，具体技术方案如下 首先设定的循环载荷应力为非晶合金试样屈服强度的60-90%、循环加载因子r为 0. 05- . 5、循环载荷的频率为5-20Hz及循环载荷总周次为100-20000次；使用循环加载装置对制备好的非晶合金试样施加轴向的循环载荷，从而提高非晶合金材料的塑性，所加载 荷值由公式I计算，权利要求，其特征在于，该方法使用循环载荷方式为非对称循环载荷方式，通过调整载荷的大小和循环周次的多少，来改善非晶合金的塑性，其提高幅度可高达30倍之多，具体技术方案如下首先设定的循环载荷应力为非晶合金试样屈服强度σy的60 90％、循环加载因子r为0.05 0.5、循环载荷的频率为5 20Hz及循环载荷总周次为100 20000次；使用循环加载装置对制备好的非晶合金试样施加轴向的循环载荷，从而提高非晶合金材料的塑性，所加载荷值由公式I计算， <mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mn>0.6</mn><mo>~</mo><mn>0.9</mn><mfrac> <mrow><mi>π</mi><mo>·</mo><msup> <mi>d</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mn>4</mn></mfrac><msub> <mi>σ</mi> <mi>y</mi></msub> </mrow>(公式I)其中，F为载荷，d为非晶合金试样横截面实测直径，σy为非晶合金试样屈服强度；循环加载因子r为最小载荷/最大载荷。2.根据权利要求1所述，其特 征在于，所述非晶合金试样的制备选取柱状或块状非晶合金试样，测量和确定其承载截面 积，然后将其切割成长径比为1-2. 5 1的试样，再用力学性能试验机测取该试样的力学性 能数据，包括屈服强度，断裂强度Qf和压缩塑性ερ。3.根据权利要求1所述，其特 征在于，所述使用的循环加载装置为疲劳试验机或选用能快速循环加载和静载的压力加工 设备，其中压力加工设备为液压机或冲压机。全文摘要本专利技术公开了一种属于非晶合金材料领域的应用循环载荷方式提高非晶合金塑性的后处理方法。该方法是将所制备的非晶合金材料在循环载荷的作用下，通过循环载荷作用处理，提高非晶合金材料的塑性。其中，设定的循环载荷最大应力为待处理非晶合金材料的屈服强度的60-90％(可根据公式计算最大载荷值)，循环加载因子为0.05-0.5，循环载荷的频率为5～20Hz，循环载荷总周次为100-20000次。通过本方法处理后，材料仍保持非晶结构特征，而压缩塑性变形能力显著提高，可提高2～30倍以上，由处理前的小于1％，提高到约3～25％以上。本方法具有操作简单，成本低，对试样无损伤等特征。文档编号C22C43/00GK101967552SQ20101050264公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日专利技术者姚可夫, 谢克非, 黄天佑, 龚攀 申请人:清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用循环载荷方式提高非晶合金塑性的后处理方法，其特征在于，该方法使用循环载荷方式为非对称循环载荷方式，通过调整载荷的大小和循环周次的多少，来改善非晶合金的塑性，其提高幅度可高达３０倍之多，具体技术方案如下：首先设定的循环载荷应力为非晶合金试样屈服强度σ↓［ｙ］的６０－９０％、循环加载因子ｒ为０．０５－０．５、循环载荷的频率为５－２０Ｈｚ及循环载荷总周次为１００－２００００次；使用循环加载装置对制备好的非晶合金试样施加轴向的循环载荷，从而提高非晶合金材料的塑性，所加载荷值由公式Ⅰ计算， Ｆ＝０．６～０．９π·ｄ↑［２］／４·σ↓［ｙ］（公式Ⅰ） 其中，Ｆ为载荷，ｄ为非晶合金试样横截面实测直径，σ↓［ｙ］为非晶合金试样屈服强度；循环加载因子ｒ为最小载荷／最大载荷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚可夫，谢克非，龚攀，黄天佑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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