CN101736213A - 一种通过超声处理使非晶合金强韧化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过高能超声处理使非晶合金强韧化的方法，该方法通过将非晶合金置于低于非晶合金晶化温度的冷却水水槽中，然后在水槽底部加载单位面积下功率不大于3×104W/mm2的振荡频率进行合金强韧化处理。经本发明方法处理后非晶合金在断裂强度不变的前提下，室温压缩塑性变形能力有比较明显的提高，弛豫放热量也增加。本发明处理工艺简单易行，便于工业化的大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高块体非晶合金性能的方法，更特别地说，是指一种采用换能器提高高能超声对非晶合金强韧化进行处理的方法。
背景技术
块状非晶合金不仅具有优异的磁学性能、抗腐蚀性能、耐磨性能，而且还具有十分突出的力学性能，其拉伸、冲击断裂强度与硬度等均很优异。但由于室温下非晶合金的塑性变形集中在高度局域化的剪切带内，在室温时一般仅表现出有限的塑性变形，其破坏形式为突然性的失效。这是其作为工程材料广泛应用的主要障碍。向非晶合金内部导入能量是解决这一问题的途径之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过高能超声处理使非晶合金强韧化的方法的方法，该方法不但可以提高非晶合金的室温塑性，而且保持了非晶合金的断裂强度保持不变，同时适用于大规模生产。为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：通过高能超声处理，使得非晶合金结构处于高能量状态，从而使非晶合金获得较大的室温塑性变形能力，弛豫放热量增加。
将非晶合金进行的高能超声处理条件为：在整个高能超声处理过程中，保持超声波发生器的频率在超声频率范围之内，单位面积功率在大于3×104W/mm2的数值保持稳定，超声波通过液体介质作用于非晶合金，冷却系统在整个高能微波震动处理过程中保持试样温度不高于晶化温度。
本发明的一种通过高能超声处理使非晶合金强韧化的方法，有下列步骤：
(A)将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触的步骤；
(B)将非晶合金样品置于冷却水水槽中，调节冷却水水温不高于30℃的步骤；
(C)调节超声振荡器输出功率和振荡时间的步骤；所述的超声振荡器输出功率是单位面积下功率不大于3×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间不低于48小时。
本发明的优点：通过高能超声振动，使非晶合金处于较高的能量状态，在保持非晶合金优异的断裂强度的同时，提高了其室温塑性变形能力；同时该方法和设备工艺简单易行，便于大规模生产。
附图说明
图1为本发明高能超声处理设备示意图。
图2为经本发明处理前后成分为Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金压缩应力-应变曲线。
图3为经本发明处理前后成分为Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金差热扫描分析曲线。
图4为经本发明处理前后成分为Zr61.88Al10Ni10.12CuCu18非晶合金压缩应力-应变曲线。
图5为经本发明处理前后成分为Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金压缩应力-应变曲线。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种通过高能超声处理使非晶合金强韧化的处理步骤为：
(A)将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触的步骤；
(B)将非晶合金样品置于冷却水水槽中，调节冷却水水温不高于30℃的步骤；
(C)调节超声振荡器输出功率和振荡时间的步骤；所述的超声振荡器输出功率是单位面积下功率不大于3×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间不低于48小时。
本发明提出的上述方法步骤简单，易于实现工业化、大批量对非晶合金的强韧化进行控制。
在本发明中，冷却水水温应当低于非晶合金的晶化温度。
在本发明中，通过水为介质，将高能超声震动传导到非晶合金中，使得非晶合金结构处于高能量状态，从而提高非晶合金室温压缩塑性变形能力。
在本发明中，通过水为介质，将高能超声震动传导到非晶合金，使得非晶合金的弛豫热得到增加。
实施例1
高能超声处理成分为Zr55Al10Ni5Cu30的非晶合金，具体步骤如下：
(A)将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触；
(B)将Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金置于冷却水水槽中，调节冷却水水温保持在27℃；
(C)调节超声振荡器输出功率和振荡时间的步骤；所述的超声振荡器输出功率是单位面积下功率为3×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间为60小时。
测试设备：压力试验机
将按照实施例1方法处理后的Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金进行压缩试验的结果证明，其在温度为25℃时的压缩塑性从不足2％提高到10％，提高幅度为400％，参见图2所示。
DSC测试曲线证明按照实施例1方法处理后的Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金的弛豫放热量从5.123J/g增加到9.861J/g(参见图3所示)。
实施例2
高能超声处理成分为Zr61.88Al10Ni10.12Cu18的非晶合金，具体步骤如下：
将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触；
将Zr61.88Al10Ni10.12Cu18块体非晶合金置于冷却水水槽中，调节冷却水水温保持在30℃；
调节超声振荡器输出功率和振荡时间；所述的超声振荡器输出功率为单位面积下功率为2.7×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间为48小时。
按照实施例2方法处理后的Zr61.88Al10Ni10.12Gu18块体非晶合金压缩试验的结果证明，其在温度为25℃时的压缩塑性从不足4.5％提高到6.5％，提高幅度为44.4％，参见图4所示。
DSC测试曲线证明按照实施例2方法处理后的Zr61.88Al10Ni10.12Cu18块体非晶合金的弛豫放热量从4.307J/g增加到7.541J/g。
实施例3
高能超声处理成分为Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的非晶合金，具体步骤如下：
将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触；
将Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块体非晶合金置于冷却水水槽中，调节冷却水水温保持在25℃；
调节超声振荡器输出功率和振荡时间；所述的超声振荡器输出功率是单位面积下功率为3×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间为55小时。
按照实施例3方法处理后的Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块体非晶合金压缩试验的结果证明，其在温度为25℃时的压缩塑性从不足2.5％提高到9％，提高幅度为300％，参见图5所示。
DSC测试曲线证明按照实施例3方法处理后的Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块体非晶合金的弛豫放热量从4.703J/g增加到8.261J/g。
Claims (4)
1.一种通过超声处理使非晶合金强韧化的方法，其特征在于包括有下列步骤：
将超声振荡器的变幅杆与冷却水水槽的底部接触的步骤；
将非晶合金样品置于冷却水水槽中，调节冷却水水温保持在低于非晶合金的晶化温度的步骤；
调节超声振荡器输出功率和振荡时间的步骤；所述的超声振荡器输出功率是单位面积下功率不大于3×104W/mm2的数值且保持稳定；所述的超声振荡时间不低于48小时。
2.根据权利要求1所述的通过超声处理使非晶合金强韧化的方法，其特征在于：冷却水水温保持在不高于温度30℃。
3.根据权利要求1所述的通过超声处理使非晶合金强韧化的方法，其特征在于：该方法通过冷却水为介质，将高能超声震动传导到非晶合金中，使得非晶合金结构处于高能量状态，从而提高非晶合金室温压缩塑性变形能力提高2％以上。
4.根据权利要求1所述的通过超声处理使非晶合金强韧化的方法，其特征在于：该方法通过冷却水为介质，将高能超声震动传导到非晶合金，使得非晶合金的弛豫热增加3％以上。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108085632A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-29 | 华中科技大学 | 一种基于超声振动的塑性成形及增韧工艺方法及其装置 |
| CN109434120A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-08 | 东南大学 | 用于降解染料废液的铁基非晶合金粉末及其制备方法与应用 |
| CN110117711A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-13 | 深圳大学 | 一种驱动非晶合金快速回春的方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108085632A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-29 | 华中科技大学 | 一种基于超声振动的塑性成形及增韧工艺方法及其装置 |
| WO2019113995A1 (zh) | 2017-12-11 | 2019-06-20 | 华中科技大学 | 一种基于超声振动的塑性成形及增韧工艺方法及其装置 |
| CN108085632B (zh) * | 2017-12-11 | 2019-07-23 | 华中科技大学 | 一种基于超声振动的塑性成形及增韧工艺方法及其装置 |
| CN109434120A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-08 | 东南大学 | 用于降解染料废液的铁基非晶合金粉末及其制备方法与应用 |
| CN109434120B (zh) * | 2018-11-14 | 2021-09-03 | 东南大学 | 用于降解染料废液的铁基非晶合金粉末及其制备方法与应用 |
| CN110117711A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-13 | 深圳大学 | 一种驱动非晶合金快速回春的方法 |
| CN110117711B (zh) * | 2019-05-05 | 2021-01-19 | 深圳大学 | 一种驱动非晶合金快速回春的方法 |
| CN114717409A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-07-08 | 朗峰新材料启东有限公司 | 一种高强度纳米非晶体新材料制造设备及其使用方法 |
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