非晶态合金的弹性极限大、强度高、耐腐蚀性和耐磨性好[1~5],但是多数大块非晶合金材料在室温发生脆性断裂,因为材料中高度局域化的剪切带快速扩展
这种宏观塑性或延性的缺乏,严重影响其工程应用[6~8]
为了解决这个问题,可在这类材料中引入晶态第二相成为非晶合金复合材料[9~14]
这种第二相阻碍主剪切带的快速扩展而生成多重剪切带,最终使其塑性提高[9,11,15]
在多种非晶复合材料中,原位生成的β增强相备受关注
在这种材料中枝晶相均匀地分布在非晶基体上,使其力学性能优异和制备过程变得容易[11]
通过形变诱发相变,可增强非晶复合材料的加工硬化能力[16~20]
向非晶复合材料中添加稳定β相元素可调节相变和枝晶相的大小与分布,从而调节其整体性能[9]
在TiZr基非晶复合材料中,能稳定β相的元素有两类
一类是类金属元素,如O、C、B、Si、P和Pb；另一类是金属元素,如Fe、Ni、Sn、Ta、Nb、Y和Sc[21~23]
Oh等[19]添加Ta元素制备出β相和α相两相混合结构的TiZr基非晶复合材料,在拉伸实验中相变生成的α孪晶诱发了加工硬化能力
Liu等[24]添加Mo元素调节Ti-Zr-Cu-Ni-Be-Mo系合金的加工硬化行为和拉伸塑性,其非晶基体成分和β枝晶相体积分数都保持不变
本文用Nb元素稳定非晶复合材料Ti45.7Zr33Ni3Cu5.8Be12.5中的β相,研究Nb元素的添加对其力学性能的影响并分析其机理
1 实验方法
实验用材料：纯度约为99.4%的工业海绵Zr、工业海绵Ti和纯度约为99.9%的Cu、Ni、Nb和Be
使用电弧炉在高纯度氩气气氛中熔炼(Ti45.7Zr33-Ni3Cu5.8Be12.5)(1-0.01 x)Nb x (x=0、2、4、6、8和10)合金锭,记为Nb0、Nb2、Nb4、Nb6、Nb8和Nb10
Zr和Nb元素具有高熔点和较大的固溶度,因此先将其用电弧熔化成母合金锭,然后将其余的元素Ti、Cu和Be添加其中重熔成合金锭
每种合金至少重熔4次以确保化学成分均匀性
将合金锭放入透明的熔融石英管中进行二次熔炼
通过加压的方式将熔融金属注射到直径为8 mm的铜模具中,快速冷却制备成直径8 mm的合金棒
使用Instron 5582万能试验机进行室温单轴压缩试验,应变速率为5×10-4 s-1
试样的尺寸为2
声明：
“添加Nb元素对TiZr基非晶复合材料性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：张益铭,赵子彦,牟娟
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2025年05月23日 ~ 25日 
