（1）試樣制備

       試驗(yàn)原料均為單質(zhì)金屬，純度均高于99.9％。按照成分為Fe60Cr5Mo2Ni2W2Mn1C4Si7B17進(jìn)行配料，使用電弧熔煉設(shè)備，在高純氬氣保護(hù)下冶煉得到母合金錠；將母合金錠破碎，熔化后使用甩帶設(shè)備進(jìn)行銅輥甩帶，石英管噴嘴距離銅輥約1mm，銅輥線速度約50m·s-1，頂吹氣體壓差約為0.05MPa，制備得到厚度約50um，寬度2~3mm的合金薄帶。

（2）試驗(yàn)方法

       利用Ｘ射線衍射儀(XRD)分析試驗(yàn)合金的物相組成，將試驗(yàn)合金彎曲斷裂后，使用掃描電鏡(SEM)觀察斷口形貌。將試驗(yàn)合金用強(qiáng)力膠黏合在金屬平面上，經(jīng)精磨拋光，酒精清洗后，在納米壓痕系統(tǒng)(最大許用載荷為12mN，載荷和位移分辨率分別為1uN和1nm)上進(jìn)行納米壓痕試驗(yàn)，測得載荷-位移曲線，測試溫度為室溫，加載速率與卸載速率保持一致，峰值載荷的保持時(shí)間均為10s。在每組工藝參數(shù)下進(jìn)行5次納米壓痕試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行平均處理。根據(jù)納米壓痕試驗(yàn)得到的載荷-位移曲線可計(jì)算得到試驗(yàn)合金的卸載剛度S，其值為完全彈性卸載段卸載曲線的斜率，如圖1所示(hf為完全卸載后的壓痕深度，hmax為壓頭最大壓入深度）。

（1）物相組成及微觀形貌

       由圖2可以看出：試驗(yàn)合金均為2~3mm寬的薄帶形狀，其XRD譜在43°附近出現(xiàn)典型非晶的特征漫散射峰，說明試驗(yàn)合金為完全非晶態(tài)，該合金具有非常好的非晶形成能力。

圖6:不同峰值載荷和不同加載速率下納米壓痕試驗(yàn)保載過程中試驗(yàn)合金的蠕變位移-時(shí)間曲線

       通常情況下，由于具有短程無序結(jié)構(gòu)，非晶合金的強(qiáng)度較其對(duì)應(yīng)晶態(tài)合金的有極大的提高，其蠕變應(yīng)力指數(shù)較常規(guī)晶態(tài)合金的更高。非晶合金在室溫下出現(xiàn)納米壓痕蠕變現(xiàn)象的主要原因是局部的高應(yīng)力造成局域剪切帶的形成和擴(kuò)展，使非晶合金發(fā)生軟化，從而發(fā)生蠕變。

       （1）采用甩帶法成功制備得到完全非晶態(tài)的Fe60Cr5Mo2Ni2W2Mn1C4Si7B17非晶合金，此非晶合金具有較高的硬度和彈性模量，不同峰值載荷和不同加載速率下的納米壓痕硬度基本不低于12GPa，彈性模量高于255GPa 。

       （2）隨著峰值載荷的增大，試驗(yàn)合金的納米壓痕硬度減小，出現(xiàn)了較明顯的尺寸效應(yīng)，彈性模量也略有降低；隨著加載速率的增加，納米壓痕硬度和彈性模量均增大。

       （3）在納米壓痕試驗(yàn)的保載階段，試驗(yàn)合金發(fā)生蠕變，其最大蠕變位移隨峰值載荷或加載速率的增加而增大；蠕變應(yīng)力指數(shù)有較明顯的峰值載荷和加載速率敏感性，隨峰值載荷的增加或加載速率的減小而增大。

來源：機(jī)械工程材料 2018年第42卷第12期 鄭涵文 疏小勇 李洋  趙建平 《Fe60Cr5Mo2Ni2W2Mn1C4Si7B17非晶合金的納米壓痕力學(xué)性能》