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1、分類號學(xué)號M200970719學(xué)校代碼10487密級碩士學(xué)位論文Zr基塊體金屬玻璃激光焊接機理的研究學(xué)位申請人：張虎學(xué)科專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：黃安國博士答辯日期：2012年1月10日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyontheMechanismofLaserWeldingofZr-basedBulkMetallicGlassCandidate：ZhangHuMajor：Mater
2、ialProcessingEngineeringSupervisor：DoctorHuangAnguoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2012獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。文中除已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文
3、版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。(請在以上方框內(nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期:年月日日期:年月日華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要塊體金屬玻璃以其高強度、耐磨性、耐蝕性、良好的生物相容性、優(yōu)良的軟磁性和低磁損耗等特點，已經(jīng)在電子
4、、機械、化工、生物醫(yī)學(xué)和航空航天等領(lǐng)域得到應(yīng)用。隨著塊體金屬玻璃研究的深入和發(fā)展，塊體金屬玻璃必將擁有更為廣闊的工程應(yīng)用前景。工程應(yīng)用中塊體金屬玻璃的連接是一個無法回避的問題，因而焊接問題顯得尤為重要。本文采用脈沖激光靜止點熱源加熱Zr53.7Ni9.4Cu28.5Al8.4塊體金屬玻璃，系統(tǒng)分析了接頭組織、構(gòu)成演變、晶粒形貌特征和晶化行為。結(jié)果表明：熔化區(qū)內(nèi)的晶化與塊體金屬玻璃的玻璃形成能力相關(guān)，熱影響區(qū)內(nèi)的晶化與塊體金屬玻璃的熱穩(wěn)定性相關(guān)，熱影響區(qū)相比熔化區(qū)更容易晶化。對激光作用過程的溫度場進行了有限元數(shù)值模擬，得到了熔化區(qū)和熱影響區(qū)的熱
5、循環(huán)曲線，在此基礎(chǔ)上對熔化區(qū)和熱影響區(qū)的不同晶化機制進行了解釋；并提出把在熔點和玻璃轉(zhuǎn)變溫度之間的“臨界停留時間”作為成功實現(xiàn)塊體金屬玻璃焊接的判據(jù)。隨后，采用光纖激光器對Zr53.7Ni9.4Cu28.5Al8.4塊體金屬玻璃進行了焊接試驗，研究了不同激光焊接工藝參數(shù)對焊接接頭組織的影響，探討了在焊接熱循環(huán)作用下焊縫和熱影響區(qū)的晶化行為。在激光功率1200W，光斑直徑0.3mm，離焦量0，焊接速度為30m/min的工藝條件下，熱影響區(qū)仍有尺寸約4μm的晶粒析出。采用有限元數(shù)值模擬計算了激光焊接時，臨界晶化處在熔點和玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的停留時間
6、，與塊體金屬玻璃的臨界停留時間進行了對比，初步驗證了臨界停留時間判據(jù)的正確性。關(guān)鍵詞：Zr基塊體金屬玻璃；臨界停留時間；激光焊接；晶化行為；數(shù)值模擬I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractBulkmetallicglasseshavebeenappliedinelectronicindustry,mechanicalengineering,chemicalengineering,biomedicalandaerospacefields,duetoitshighstrength,wearresistance,corrosionresistan
7、ce,goodbiocompatibility,excellentsoftmagneticpropertiesandlowmagneticloss.Withthefurtherdevelopmentofresearchesofbulkmetallicglasses,theirengineeringapplicationwillbemoreextensive.Intheengineeringapplicationfield,thejoiningofbulkmetallicglassesisanunavoidableissue,regarding
8、whichweldingshouldbeparticularlyemphasized.Inthisarticle,pulsedlaserirradiationwas
