一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的觀察方法
【專利摘要】一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的觀察方法,屬于金屬材料微觀結(jié)構(gòu)觀察【技術(shù)領(lǐng)域】,特征在于實(shí)施步驟是:一、采用軋制變形方式對(duì)鋯基非晶合金進(jìn)行塑性變形;二、對(duì)經(jīng)過塑性變形的鋯基非晶合金試件進(jìn)行逐級(jí)研磨,獲得至少一個(gè)觀察平面;三、對(duì)試件上觀察平面進(jìn)行機(jī)械拋光;四、對(duì)經(jīng)過機(jī)械拋光后試件的觀察平面進(jìn)行浸蝕;五、采用光學(xué)顯微鏡觀察試件內(nèi)部剪切帶的形貌。本發(fā)明克服了現(xiàn)有方法(掃描電子顯微鏡直接觀察試件表面或透射電子顯微鏡觀察試件內(nèi)部)的缺點(diǎn),可以清晰地觀察到變形后的鋯基非晶合金內(nèi)部的剪切帶形貌和分布,并且簡單易行,不需要特殊設(shè)備的投入。
【專利說明】一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的觀察方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的觀察方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金的塑性變形分為均勻變形和非均勻變形,在高溫或非常低的應(yīng)變速率下,主要是均勻變形,所有的原子都參與了宏觀變形;在低溫或高應(yīng)變速率下,主要是非均勻變形,塑性變形高度局限于很窄的剪切帶區(qū)域,也就是說少部分原子參與了宏觀變形。由于非晶合金不存在傳統(tǒng)金屬材料中的位錯(cuò)體系和晶粒結(jié)構(gòu),其在室溫條件下的塑性變形主要是通過剪切帶的形核與擴(kuò)展來完成,所以研究剪切帶的形成和演變過程對(duì)理解非晶合金的斷裂機(jī)理和塑性變形非常重要。
[0003]鋯基非晶合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性及較高的玻璃形成能力,是一種極具工程應(yīng)用前景的結(jié)構(gòu)材料。然而,在室溫條件下,它們通常表現(xiàn)出幾乎為零的拉伸塑性、有限的壓縮塑性和彎曲塑性。為了理解和改善鋯基非晶合金的室溫塑性變形能力,需要對(duì)剪切帶的形成和演變過程進(jìn)行研究。目前,本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)剪切帶的研究主要是通過對(duì)變形過程中或變形結(jié)束后的鋯基非晶合金試件側(cè)表面的剪切臺(tái)階進(jìn)行直接觀察,但在變形過程中,尤其是大塑性變形試件的側(cè)表面往往會(huì)出現(xiàn)卷曲、翹邊和裂紋等,很難正確反映出試件中大部分區(qū)域的剪切帶演變。另外,雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用透射電子顯微鏡對(duì)鋯基非晶合金 的內(nèi)部剪切帶進(jìn)行研究,但在有限的視場(chǎng)內(nèi)通常僅僅可以觀察到一條剪切帶,不利于在較大 范圍內(nèi)對(duì)剪切帶的形成和演變過程進(jìn)行研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶進(jìn)行觀察的方法,可在較大范圍內(nèi)對(duì)剪切帶的形貌和演變過程進(jìn)行觀察、分析和研究。
[0005]本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,其特征在于實(shí)施的工藝步驟是:
(1)采用軋制變形方式對(duì)鋯基非晶合金進(jìn)行塑性變形,達(dá)到要求的變形程度;
(2)以水作為潤濕劑,依次采用400#、800#、1200#的碳化硅水砂紙對(duì)步驟(1)中經(jīng)過塑性變形的鋯基非晶合金試件進(jìn)行逐級(jí)研磨,去除試件外表面的嚴(yán)重變形部分,獲得至少一個(gè)觀察平面;每次更換砂紙后,將試件上觀察平面平行轉(zhuǎn)動(dòng)90度再進(jìn)行研磨,直到把上一道工序的劃痕磨掉,且每次更換砂紙前需用水將試件清洗干凈;
(3)將步驟(2)中經(jīng)研磨后的鋯基非晶合金試件置于拋光機(jī)中,依次采用粒徑為5μ?,I Mffl的金剛石拋光膏對(duì)試件上觀察平面進(jìn)行機(jī)械拋光;
(4)用腐蝕溶液浸蝕步驟(3)中經(jīng)過機(jī)械拋光后試件的觀察平面,所述腐蝕溶液為HN03、HCL、HF和H2O的混合溶液;浸蝕時(shí)間為30 s^60 s ;所述腐蝕溶液中各組分的體積比為 HNO3: HCL: HF: H20=5: 5: 1~1.5: 10 ;所述 HN03、HCL、HF 均為分析純?cè)噭?br>
(5)對(duì)步驟(4)中經(jīng)過浸蝕的鋯基非晶合金試件用光學(xué)顯微鏡觀察試件內(nèi)部剪切帶的形貌。
[0006]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是:與掃描電子顯微鏡直接觀察試件表面或透射電子顯微鏡觀察試件內(nèi)部相比較,本發(fā)明通過對(duì)變形后的鋯基非晶合金進(jìn)行研磨、拋光和浸蝕處理后,觀察到了試件內(nèi)部清晰的剪切帶形貌,并且簡單易行,不需要特殊設(shè)備的投入。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶形貌圖。
[0008]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶形貌圖。
[0009]圖中:A——非晶合金基體;B——剪切帶。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0011]實(shí)施例1
(1)采用雙輥軋機(jī)對(duì)鋯基非晶合金試件進(jìn)行軋制變形,變形量為20%;
(2)以水作為潤濕劑,依次采用400#、800#、1200#的碳化硅水砂紙對(duì)步驟(I)中經(jīng)過塑性變形的鋯基非晶合金試件進(jìn)行逐級(jí)研磨,去除試件外表面的嚴(yán)重變形部分,獲得至少一個(gè)觀察平面;每次更換砂紙后,將試件上觀察平面平行轉(zhuǎn)動(dòng)90度再進(jìn)行研磨,直到把上一道工序的劃痕磨掉,且每次更換砂紙前需用水將試件清洗干凈;
(3)將步驟(2)中經(jīng)研磨后的鋯基非晶合金試件置于拋光機(jī)中,依次采用粒徑為5μ?和I μπι的金剛石拋光膏對(duì)試件觀察平面進(jìn)行機(jī)械拋光;
(4)用腐蝕溶液浸蝕步驟(3)中經(jīng)過機(jī)械拋光后試件的觀察平面,所述腐蝕溶液為HN03、HCL、HF和H2O的混合溶液;浸蝕時(shí)間為30 s ;所述腐蝕溶液中各組分的體積比為HNO3:HCL: HF: H20=5: 5: 1.5: 10 ;所述 HN03、HCL、HF 均為分析純?cè)噭?br>
(5)對(duì)步驟(4)中經(jīng)過浸蝕的鋯基非晶合金試件用光學(xué)顯微鏡觀察試件內(nèi)部剪切帶的形貌,如圖1所示,是非常清晰的。
[0012]實(shí)施例2
(1)采用雙輥軋機(jī)對(duì)鋯基非晶合金試件進(jìn)行軋制變形,變形量為30%;
(2)以水作為潤濕劑,依次采用400#、800#、1200#的碳化硅水砂紙對(duì)步驟(I)中經(jīng)過塑性變形的鋯基非晶合金試件進(jìn)行逐級(jí)研磨,去除試件外表面的嚴(yán)重變形部分,獲得至少一個(gè)觀察平面;每次更換砂紙后,將試件上觀察平面平行轉(zhuǎn)動(dòng)90度再進(jìn)行研磨,直到把上一道工序的劃痕磨掉,且每次更換砂紙前需用水將試件清洗干凈;
(3)將步驟(2)中經(jīng)研磨后的鋯基非晶合金試件置于拋光機(jī)中,依次采用粒徑為5μ?和I Mffl的金剛石拋光膏對(duì)試件觀察平面進(jìn)行機(jī)械拋光;
(4)用腐蝕溶液浸蝕步驟(3)中經(jīng)過機(jī)械拋光后試件的觀察平面,所述腐蝕溶液為HN03、HCL、HF和H2O的混合溶液;浸蝕時(shí)間為60 s ;所述腐蝕溶液中各組分的體積比為HNO3:HCL: HF: H20=5:5:1: 10 ;所述 HN03、HCL、HF 均為分析純?cè)噭?br>
(5)對(duì)步驟(4)中經(jīng)過浸蝕的鋯基非晶合金試件用光學(xué)顯微鏡觀察試件內(nèi)部剪切帶的形貌,如圖2所示,是非常清晰的。
[0013]由圖1和圖2可見,采用本發(fā)明提供的方法可以非常方便地在較大范圍內(nèi)觀察到 鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的形貌和分布。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)鋯基非晶合金內(nèi)部剪切帶的觀察方法,其特征在于該方法的實(shí)施步驟如下: (1)采用軋制變形方式對(duì)鋯基非晶合金進(jìn)行塑性變形,達(dá)到要求的變形程度; (2)以水作為潤濕劑,依次采用400#、800#、1200#的碳化硅水砂紙對(duì)步驟(1)中經(jīng)過塑性變形的鋯基非晶合金試件進(jìn)行逐級(jí)研磨,去除試件外表面的嚴(yán)重變形部分,獲得至少一個(gè)觀察平面;每次更換砂紙后,將試件上觀察平面平行轉(zhuǎn)動(dòng)90度再進(jìn)行研磨,直到把上一道工序的劃痕磨掉,且每次更換砂紙前需用水將試件清洗干凈; (3)將步驟(2)中經(jīng)研磨后的鋯基非晶合金試件置于拋光機(jī)中,依次采用粒徑為5μ?,I Mffl的金剛石拋光膏對(duì)試件上觀察平面進(jìn)行機(jī)械拋光; (4)用腐蝕溶液浸蝕步驟(3)中經(jīng)過機(jī)械拋光后試件的觀察平面,所述腐蝕溶液為HN03、HCL、HF和H2O的混合溶液;浸蝕時(shí)間為30 s^60 s ;所述腐蝕溶液中各組分的體積比為 HNO3: HCL: HF: H20=5: 5: ?.5: 10 ;所述 HN03、HCL、HF 均為分析純?cè)噭? (5)對(duì)步驟(4)中經(jīng)過浸蝕的鋯基非晶合金試件用光學(xué)顯微鏡觀察試件內(nèi)部剪切帶的形貌。
【文檔編號(hào)】G01N1/30GK103983499SQ201410197379
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】胡勇, 閆紅紅, 李永堂, 閆志杰 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)