2.4　大塊非晶合金的力學性能

目前已經發現的金屬玻璃合金體系主要有Pd、Zr、Mg、Cu、Ni、Fe、Co、Ti、Re等，Al基合金系盡管在很早就獲得非晶條帶，但是到現在還沒有突破毫米尺度，通過各種合金系中所報道的力學性能實驗數據，可以總結出金屬玻璃合金的以下性能特征。

高斷裂強度，這是玻璃合金最為顯著的力學性能特征。幾乎每個合金系的玻璃態的最高性能都達到了同合金晶態材料的數倍。

高硬度，Inoue曾經將金屬玻璃的斷裂強度、彈性模量和顯微硬度這三個性能指標之間的關系進行了分析總結［18］，發現高強度和高硬度成線性正比關系，在晶態合金中，高強度與高硬度也是對應的，從這一點來說玻璃合金的性能與晶體合金的性能變化規律也有相似之處。

高彈性應變和高彈性極限，不論哪個合金系，壓縮變形過程中彈性部分的應變值，大都在2％以上。這在晶態中是很難實現的。金屬玻璃的彈性極限接近理想彈性極限。金屬玻璃的這種高彈性的真正根源在于它的結構無序性，即不能像晶態材料那樣通過位錯的滑移，很快使材料達到了屈服。金屬玻璃的這種高彈性應變和與高彈性極限相結合，使之具有極高的彈性比功。

高斷裂韌性，Coner和Rosakis等最早對vit1合金的斷裂韌性（KIC）進行了測試，其結果為57MPa·m1/2左右，之后，隨著合金成分的不斷優化，玻璃合金的斷裂韌性又進一步提高。

低楊氏模量，楊氏模量是表征材料彈性性質的一個重要物理量，從圖2-4中可以看出，大塊非晶合金的楊氏模量由于成分的不同而有較大差別［18］。總的來說，Mg基、La基非晶合金的楊氏模量與Mg合金的楊氏模量相近，Pd基、Zr基非晶合金的楊氏模量與Al合金的楊氏模量相近，Fe基非晶合金的楊氏模量高于Ti合金并接近于鋼鐵材料的楊氏模量。

圖2-4　非晶態合金和晶態合金力學性能的比較［18］

在過冷液相區內的超塑性變形行為。除了表中顯示的玻璃合金的力學性能特征之外，金屬玻璃合金還具有下列獨特的超塑性變形行為：金屬玻璃在高于玻璃轉變溫度時，存在一個過冷液相區，在該區域內，合金表現出很高的黏性流動，呈現出超塑性變形特征。