2.4　大块非晶合金的力学性能

目前已经发现的金属玻璃合金体系主要有Pd、Zr、Mg、Cu、Ni、Fe、Co、Ti、Re等，Al基合金系尽管在很早就获得非晶条带，但是到现在还没有突破毫米尺度，通过各种合金系中所报道的力学性能实验数据，可以总结出金属玻璃合金的以下性能特征。

高断裂强度，这是玻璃合金最为显著的力学性能特征。几乎每个合金系的玻璃态的最高性能都达到了同合金晶态材料的数倍。

高硬度，Inoue曾经将金属玻璃的断裂强度、弹性模量和显微硬度这三个性能指标之间的关系进行了分析总结［18］，发现高强度和高硬度成线性正比关系，在晶态合金中，高强度与高硬度也是对应的，从这一点来说玻璃合金的性能与晶体合金的性能变化规律也有相似之处。

高弹性应变和高弹性极限，不论哪个合金系，压缩变形过程中弹性部分的应变值，大都在2％以上。这在晶态中是很难实现的。金属玻璃的弹性极限接近理想弹性极限。金属玻璃的这种高弹性的真正根源在于它的结构无序性，即不能像晶态材料那样通过位错的滑移，很快使材料达到了屈服。金属玻璃的这种高弹性应变和与高弹性极限相结合，使之具有极高的弹性比功。

高断裂韧性，Coner和Rosakis等最早对vit1合金的断裂韧性（KIC）进行了测试，其结果为57MPa·m1/2左右，之后，随着合金成分的不断优化，玻璃合金的断裂韧性又进一步提高。

低杨氏模量，杨氏模量是表征材料弹性性质的一个重要物理量，从图2-4中可以看出，大块非晶合金的杨氏模量由于成分的不同而有较大差别［18］。总的来说，Mg基、La基非晶合金的杨氏模量与Mg合金的杨氏模量相近，Pd基、Zr基非晶合金的杨氏模量与Al合金的杨氏模量相近，Fe基非晶合金的杨氏模量高于Ti合金并接近于钢铁材料的杨氏模量。

图2-4　非晶态合金和晶态合金力学性能的比较［18］

在过冷液相区内的超塑性变形行为。除了表中显示的玻璃合金的力学性能特征之外，金属玻璃合金还具有下列独特的超塑性变形行为：金属玻璃在高于玻璃转变温度时，存在一个过冷液相区，在该区域内，合金表现出很高的黏性流动，呈现出超塑性变形特征。