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镁基非晶态合金因具有轻质高强度的优点,同时又表现出较强的玻璃形成能力而受到关注,但由于金属玻璃类似于脆性材料的力学行为,限制了它的应用。本工作通过对材料的设计,选取Mg65Cu25Gd10为玻璃基体,碳纳米管、Co、Ti为增强相,采用铜模铸造法制得镁基非晶复合材料研究了Mg-Cu-Gd基多元合金系分别添加碳纳米管、钴、钛后制得的金属玻璃复合材料的热稳定性和力学性能。采用X射线衍射(XRD)对铸态圆棒横截面进行分析,由差示扫描量热计(DSC)表征评价块体金属玻璃及其复合材料的玻璃转变与晶化行为,通过万能材料实验机测定材料的压缩性能。得到以下结果:(1)采用铜模铸造法制备出直径分别为2mm、3mm的Mg65Cu25Gd10金属玻璃和直径为2mm的碳纳米管增强镁基复合材料。XRD分析表明在CNTs-Mg65Cu25Gd10合金的基体中有CNTs存在。对碳纳米管增强镁基复合材料的热稳定性进行了测试和分析,得到该材料玻璃转变和晶化的表观激活能,分别139kJ·mol-1和154kJ·mol-1,晶化速率常数为0.582s-1。通过添加CNTs前后金属玻璃力学性能的比较发现,CNTs的加入使材料的压缩强度提高了近180MPa,升幅达27.7%(2)采用铜模铸造法获得直径分别为2mm和3mm的Mg65Cu20Gd10Co5镁基合金棒,运用此工艺制得的Mg65Cu20Gd10Co5的最大直径为2mm,临界冷速为250K/s。XRD分析表明,2mm的Mg65Cu20Gd10Co5镁基合金棒为完全的非晶态结构,而在3mm的Mg65Cu20Gd10Co5镁基合金棒中有Co析出,即形成了hcp-Co/Mg65Cu20Gd10Co5的非晶/纳米晶双相结构。DSC分析表明,Mg65Cu20Gd10Co5与Mg65Cu25Gd10的过冷液相区宽度相差不大,但多级晶化现象明显,其晶化机理更加复杂。添加5at%Co后的镁基合金玻璃转变温度Tg和晶化温度Tx均向高温区偏移。(3)综合利用电弧炉熔炼和感应熔炼制备Mg基合金的母合金,然后在氩气保护气氛下利用水冷铜模铸造法成功制备出(Mg65Cu25Gd10)100-xTix(x=0,2.5,5,7.5)镁基非晶复合材料。该材料的组织随着Ti元素原子百分含量的增加由完全非晶态结构变为非晶基体加Ti析出晶体相。Mg基金属玻璃复合材料(Mg65Cu25Gd10)100-xTix(x=0,2.5,5,7.5)的DSC分析结果表明:在玻璃转变阶段,随着x的增大,晶化放热峰由两个增加到三个,而且趋势越来越明显;在熔化阶段,熔化峰也随着合金中Ti含量的增加由单一的吸热峰演变成两个高低不等的吸热峰。分析表明,合金在快冷过程中,Mg基固溶体作为竞争领先相首先从液相中析出,此时的液相成分具有较高的非晶形成能力,在一定的冷却速度下,金属间化合物的析出受到抑制,剩余的液相转变为非晶态组织。加入钛后的镁基金属玻璃复合材料同不加钛时的合金相比,断裂强度和塑性变形能力都有了不同程度的提高,塑性变形中也出现了明显的加工硬化现象。尤其是(Mg65Cu25Gd10)100-5Ti5金属玻璃复合材料的压缩强度达到977MPa,塑性变形能力也达到了0.5%。