CN102286707B - 具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 - Google Patents
具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102286707B CN102286707B CN 201110225178 CN201110225178A CN102286707B CN 102286707 B CN102286707 B CN 102286707B CN 201110225178 CN201110225178 CN 201110225178 CN 201110225178 A CN201110225178 A CN 201110225178A CN 102286707 B CN102286707 B CN 102286707B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal phase
- amorphous alloy
- alloy composite
- composite material
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法，CuaZrbAlcMd中a、b、c、d为摩尔百分数，44≤a≤50，44≤b≤50，3≤c≤7，0.05≤d≤1.50，且a+b+c+d＝100；M为金属元素Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re中的一种或两种以上的组合。本发明首先采用在惰性气氛保护下电弧炉熔炼目标成分合金，然后采用喷铸、吸铸或是水淬等快速凝固的方法制备各种尺度和形状的块体非晶合金，最后对制得的合金进行性能分析。经本发明方法制备得到的复合材料结构为非晶合金基体上均匀弥散分布着韧性晶体相颗粒，该晶体相颗粒在受力变形过程中可进行马氏体相变，从而使得该复合材料具有明显的拉伸塑性和加工硬化特性等优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种对晶体相进行晶粒均匀化的方法，更特别地说，是指一种对CuaZrbAlcMd非晶合金基复合材料中晶体相的均匀化方法。
背景技术
块体非晶合金因其独特的原子排列结构而具有高屈服强度、高硬度、高弹性变形极限、强耐磨性、强耐腐蚀性、较低的弹性模量以及过冷液相区间良好的加工性等优异性能，因而在航空航天、精密仪器、生物医学和电子信息等领域显示出广泛的应用前景。然而，室温下非晶合金的塑性变形主要依靠高度局域化的剪切带进行，从而表现出显著的室温脆性和应变软化等特点，限制了其作为结构材料的应用。
为改善单相非晶合金的力学性能，克服其室温脆性及应变软化等缺点，研究者们通常采用在非晶合金基体中引入晶态第二相的方法制备块体非晶合金复合材料，利用第二相对剪切带扩展的阻碍作用提高合金的塑性。其中，由CuZr(B2)相颗粒增韧的铜锆基块体非晶合金复合材料成功在非晶合金基体上引入具有形状记忆效应的CuZr(B2)相。在拉伸变形过程中，模量较低的CuZr(B2)相颗粒一方面能够阻止非晶基体中剪切带的扩展，同时在应力作用下该晶体相可发生由立方相CuZr(B2)向高模量的单斜相CuZr(B19′)的马氏体转变，从而诱发产生多重剪切带，使材料表现出明显的宏观拉伸塑性和加工硬化特性。对于该类复合材料，其力学性能高度依赖于晶体相颗粒的体积分数、大小及分布等结构特征。然而现有的工艺条件很难在制备过程中控制CuZr(B2)相颗粒的形核及长大过程，导致制备得到的复合材料中晶体相的大小及分布都不均匀，损害了材料的力学性能，也限制了该类复合材料的实际应用。因此，设计一种非晶合金复合材料中晶体相的均匀化方法、制备具有均匀的晶体相颗粒大小及分布的复合材料对于推动该类材料的发展、促进其实际应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是在于客服现有以CuZr(B2)相颗粒增韧的铜锆基块体非晶合金复合材料中晶体相大小及分布不均匀的缺点，从而设计一种对CuaZrbAlcMd非晶合金基复合材料中晶体相的均匀化方法，提供一种具有均匀的晶体相颗粒大小及分布的非晶合金复合材料，提高材料的力学性能。本发明通过添加M元素在凝固过程中优先析出作为CuZr(B2)晶体相形核的异质形核核心，从而使得CuZr(B2)晶体相颗粒的大小和分布得到均匀化。
本发明是一种均匀弥散分布着韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料，该CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料中a、b、c、d为摩尔百分数，44≤a≤50、44≤b≤50、3≤c≤7、0.05≤d≤1.50，且a+b+c+d＝100；M为金属元素Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re中的一种或两种以上的组合；
所述CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经X射线衍射分析，发现其为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；
所述CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经横截面电镜SEM扫描观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为10～180μm；
所述CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经万能材料力学试验机对复合材料试样进行压缩与拉伸力学性能测试发现，该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1450～1690MPa，压缩塑性为8.0～9.2％，拉伸塑性为2.0～2.6％，且具有明显加工硬化特性。
本发明制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的均匀化方法，首先采用在惰性气氛保护下电弧炉熔炼目标成分合金，然后采用喷铸、吸铸或是水淬等快速凝固的方法制备各种尺度和形状的块体非晶合金，最后对制得的合金进行性能分析。
本发明对CuaZrbAlcMd非晶合金基复合材料中晶体相均匀化方法的优点在于：本发明制备得到的非晶合金复合材料具有较均匀的晶体相颗粒大小与分布，基体为非晶态结构，晶体相颗粒主要为CuZr(B2)相，在受载时，晶体相可进行马氏体相变，从而使得本发明的复合材料具有优异的力学性能。该复合材料的屈服强度为1000～2000MPa，压缩塑性变形≥8％，同时具有优异的拉伸塑性与加工硬化性能，拉伸塑性变形不低于2％。
附图说明
图1是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料的XRD图像。
图2是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料试样横截面的微观形貌。
图3是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料横截面中晶体相的径向分布曲线及颗粒直径的分布。
图4是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料在压缩及拉伸条件下的应力应变曲线。
图5是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.9Al5W0.1块体非晶合金复合材料的XRD图像。
图6是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.9Al5W0.1块体非晶合金复合材料试样横截面的微观形貌。
图7是经本发明方法制备得到的Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1块体非晶合金复合材料试样横截面的微观形貌。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种均匀弥散分布着韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料，其CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料中a、b、c、d为摩尔百分数，44≤a≤50、44≤b≤50、3≤c≤7、0.05≤d≤1.50，且a+b+c+d＝100；M为金属元素Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re中的一种或两种以上的组合。
本发明制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的均匀化方法，首先采用在惰性气氛保护下电弧炉熔炼目标成分合金，然后采用喷铸、吸铸或是水淬等快速凝固的方法制备各种尺度和形状的块体非晶合金，最后对制得的合金进行性能分析。
具体制备本发明的CuaZrbAlcMd非晶合金基复合材料中晶体相均匀化的方法包括有下列步骤：
步骤一：配料
按照CuaZrbAlcMd目标成分称取Cu、Zr、Al、M各元素，混合均匀得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；M为金属元素Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re中的一种或两种以上的组合；
所述的CuaZrbAlcMd中a、b、c、d为摩尔百分数，44≤a≤50、44≤b≤50、3≤c≤7、0.05≤d≤1.50，且a+b+c+d＝100；
步骤二：熔炼CuaZrbAlcMd合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999％的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到CuaZrbAlcMd合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为≤3×10-2Pa；
熔炼温度为1200℃～3000℃；
熔炼时间为2～10min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的CuaZrbAlcMd合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到柱状CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为≤1×10-1Pa，感应电流250～450mA，熔炼温度为850～1250℃，熔炼时间为20s～180s；
喷铸压力为0.01～0.1MPa；
冷却速度为10～105K/s。
实施例1制Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料
步骤一：配料
按照Cu47Zr47.1Al5Ta0.9目标成分称取各Cu、Zr、Al、Ta元素配置得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度99.999％的高纯氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到Cu47Zr47.1Al5Ta0.9合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为1×10-2Pa；
熔炼温度为1500℃；
熔炼时间为5min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到直径为3mm，长度为45mm的圆柱形Cu47Zr47.1Al5Ta0.9非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为1×10-1Pa，感应电流320mA，熔炼温度为1000℃，熔炼时间为30s；
喷铸压力为0.03MPa；
冷却速度为102K/s。
将实施例1制备得到的试样进行X射线衍射分析(XRD)，发现其为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相，如图1所示。
将实施例1制备得到的试样进行横截面电镜(SEM)扫描观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为50～180μm，如图2所示。
将实施例1制备得到的试样采用万能材料力学试验机对复合材料试样进行压缩与拉伸力学性能测试发现，该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1611MPa，压缩塑性为8.6％，拉伸塑性为2.6％，且具有明显加工硬化特性，如图3、图4所示。
在本发明中，采用与实施例1相同的方法制M选取其他元素时的合金成分，见下表1：其制得产物经XRD分析，合金成分为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相。
| 元素 | Cu | Zr | Al | Mo | Nb | Hf | Re |
| 成分一 | 47 | 47.95 | 5 | 0.05 | |||
| 成分二 | 47 | 47.7 | 5 | 0.3 | |||
| 成分三 | 44 | 48 | 6.5 | 1.5 | |||
| 成分四 | 50 | 44 | 5 | 1 |
表1的合金成分的力学性能：该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1570～1615MPa，压缩塑性为8.4～9.0％，拉伸塑性为2.1～2.6％，且具有明显加工硬化特性。
实施例2制Cu47Zr47.1Al5W0.1块体非晶合金复合材料
步骤一：配料
按照Cu47Zr47.1Al5W0.1目标成分称取各Cu、Zr、Al、W元素配置得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999％的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到Cu47Zr47.1Al5W0.1合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为5×10-3Pa；
熔炼温度为1800℃；
熔炼时间为4min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的Cu47Zr47.1Al5W0.1合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到直径为3mm，长度为45mm的圆柱形Cu47Zr47.1Al5W0.1非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为8×10-2Pa，感应电流350mA，熔炼温度为1050℃，熔炼时间为20s；
喷铸压力为0.05MPa；
冷却速度为102K/s。
将实施例2制备得到的试样进行X射线衍射分析(XRD)，发现其为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相，如图5所示。利用SEM对试样横截面进行观察，发现其晶体相具有均匀的颗粒大小与分布，如图6所示。
对采用实施例2的方法制备得到的Cu47Zr47.1Al5W0.1非晶合金复合材料进行性能分析：
扫描电镜(SEM)观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为10～100μm。
力学性能为：屈服强度为1590MPa，压缩塑性为9.1％，拉伸塑性为2.0％。
实施例3制Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4块体非晶合金复合材料
步骤一：配料
按照Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4目标成分称取各Cu、Zr、Al、W、Nb元素配置得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999％的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为3×10-3Pa；
熔炼温度为1700℃；
熔炼时间为5min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到直径为3mm，长度为45mm的圆柱形Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为5×10-2Pa，感应电流360mA，熔炼温度为1100℃，熔炼时间为25s；
喷铸压力为0.07MPa；
冷却速度为102K/s。
对采用实施例3的方法制备得到的Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4非晶合金复合材料进行性能分析：
扫描电镜(SEM)观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为20～150μm。
力学性能为：屈服强度为1460MPa，压缩塑性为8.1％，拉伸塑性为2.0％。
在本发明中，采用与实施例3相同的方法制M选取其他2个元素进行组合时的合金成分，见下表2：其制得产物经XRD分析，合金成分为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相。
| 元素 | Cu | Zr | Al | Ta | W | Mo | Nb | Hf | Re |
| 合金成分五 | 47 | 47 | 5 | 0.6 | 0.4 | ||||
| 合金成分六 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分七 | 49 | 46 | 4 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分八 | 47 | 47 | 5 | 0.1 | 0.9 |
| 合金成分九 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十一 | 49 | 46 | 4 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十二 | 47 | 47 | 5 | 0.1 | 0.9 | ||||
| 合金成分十三 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十四 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十五 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十六 | 47 | 47 | 5 | 0.1 | 0.9 | ||||
| 合金成分十七 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十八 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| 合金成分十九 | 46 | 48 | 5 | 0.7 | 0.3 | ||||
| 合金成分二十 | 47 | 47 | 5 | 0.5 | 0.5 |
表2的合金成分的力学性能：该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1450～1510MPa，压缩塑性为8.4～9.0％，拉伸塑性为2.1～2.6％，且具有明显加工硬化特性。
实施例4制Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5块体非晶合金复合材料
步骤一：配料
按照Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5目标成分称取各Cu、Zr、Al、W元素配置得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999％的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为5×10-3Pa；
熔炼温度为2500℃；
熔炼时间为3min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到直径为3mm，长度为45mm的圆柱形Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为3×10-2Pa，感应电流300mA，熔炼温度为950℃，熔炼时间为40s；
喷铸压力为0.04MPa；
冷却速度为102K/s。
对采用实施例4的方法制备得到的Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5非晶合金复合材料进行性能分析：
扫描电镜(SEM)观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为20～190μm。
力学性能为：屈服强度为1690MPa，压缩塑性为8.0％，拉伸塑性为2.5％。
在本发明中，采用与实施例4相同的方法制M选取其他3个或4外元素进行组合时的合金成分，见下表3：其制得产物经XRD分析，合金成分为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相。
| 元素 | Cu | Zr | Al | Ta | W | Mo | Nb | Hf | Re |
| 合金成分二十一 | 47 | 47 | 5 | 0.4 | 0.6 | ||||
| 合金成分二十二 | 47 | 47.1 | 5 | 0.3 | 0.1 | 0.5 | |||
| 合金成分二十三 | 45 | 50 | 3.5 | 0.75 | 0.25 | 0.5 | |||
| 合金成分二十四 | 47 | 47.1 | 5 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | |||
| 合金成分二十五 | 48 | 46 | 5 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | |||
| 合金成分二十六 | 47 | 47.1 | 5 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | |||
| 合金成分二十七 | 47 | 47.1 | 5 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | |||
| 合金成分二十八 | 47 | 47.35 | 5 | 0.3 | 0.1 | 0.05 | 0.2 | ||
| 合金成分二十九 | 47 | 47.3 | 5 | 0.3 | 0.1 | 0.05 | 0.15 | 0.1 |
表3的合金成分的力学性能：该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1550～1650MPa，压缩塑性为8.0～9.0％，拉伸塑性为2.1～2.6％，且具有明显加工硬化特性。
实施例5制Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1块体非晶合金复合材料
步骤一：配料
按照Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1目标成分称取各Cu、Zr、Al、Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re元素配置得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999％的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为5×10-3Pa；
熔炼温度为2050℃；
熔炼时间为6min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到直径为3mm，长度为45mm的圆柱形Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为6×10-2Pa，感应电流350mA，熔炼温度为1100℃，熔炼时间为20s；
喷铸压力为0.08MPa；
冷却速度为102K/s。
对采用实施例5的方法制备得到的Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1非晶合金复合材料进行性能分析：
扫描电镜(SEM)观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为15～100μm，如图7所示。
力学性能为：屈服强度为1600MPa，压缩塑性为9.2％，拉伸塑性为2.5％。
Claims (8)
1.具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于包括有下列步骤：
步骤一：配料
按照CuaZrbAlcMd目标成分称取Cu、Zr、Al、M各元素，混合均匀得到熔炼原料，且各元素的质量百分比纯度不低于99.0%；M为金属元素Ta、W、Mo、Nb、Hf、Re中的一种或两种以上的组合；
所述的CuaZrbAlcMd中a、b、c、d为摩尔百分数，44≤a≤50、44≤b≤50、3≤c≤7、0.05≤d≤1.50，且a+b+c+d=100；
步骤二：熔炼CuaZrbAlcMd合金
将熔炼原料放入真空电弧炉中进行熔炼，在质量百分比纯度为99.999%的氩气保护气氛下熔炼均匀后取出得到CuaZrbAlcMd合金锭；
熔炼参数：熔炼时真空电弧炉的真空度为≤3×10-2Pa；
熔炼温度为1200℃～3000℃；
熔炼时间为2～10min；
步骤三：块体非晶合金铸造成型
将步骤二制备得到的CuaZrbAlcMd合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到柱状CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料；
感应熔炼参数设置：熔炼时真空感应炉的真空度为≤1×10-1Pa，感应电流250～450mA，熔炼温度为850～1250℃，熔炼时间为20s～180s；
喷铸压力为0.01～0.1MPa；
冷却速度为10～105K/s。
2.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经X射线衍射分析，发现其为非晶合金复合材料结构，基体为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；
制备得到的CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经横截面电镜SEM扫描观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为10～180μm；
制备得到的CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料经万能材料力学试验机对复合材料试样进行压缩与拉伸力学性能测试发现，该复合材料具有良好的力学性能，其屈服强度为1450～1690MPa，压缩塑性为8.0～9.2%，拉伸塑性为2.0～2.6%，且具有明显加工硬化特性。
3.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu47Zr47.1Al5Ta0.9块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为50～180μm；力学性能为：屈服强度为1611MPa，压缩塑性为8.6%，拉伸塑性为2.6%。
4.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu49Zr45Al5W0.6Nb0.4块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为20～150μm；力学性能为：屈服强度为1460MPa，压缩塑性为8.1%，拉伸塑性为2.0%。
5.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu45Zr50Al3.5W0.75Mo0.25Re0.5块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为20～190μm；力学性能为：屈服强度为1690MPa，压缩塑性为8.0%，拉伸塑性为2.5%。
6.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu47Zr47.35Al5Ta0.3W0.1Mo0.05Nb0.2块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为10～120μm；力学性能为：屈服强度为1550MPa，压缩塑性为8.7%，拉伸塑性为2.2%。
7.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu47Zr47.3Al5Ta0.3W0.1Mo0.05Nb0.15Re0.1块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为40～170μm；力学性能为：屈服强度为1490MPa，压缩塑性为8.3%，拉伸塑性为2.5%。
8.根据权利要求1所述的制备具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料的晶体相均匀化的方法，其特征在于：制备得到的Cu47Zr47.3Al5Ta0.2W0.1Mo0.05Nb0.15Hf0.1Re0.1块体非晶合金复合材料为非晶态结构，晶体相确定为CuZr(B2)相；经扫描电镜SEM观察，发现晶体相颗粒具有较均匀的大小与分布，颗粒大小为15～100μm；力学性能为：屈服强度为1600MPa，压缩塑性为9.2%，拉伸塑性为2.5%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110225178 CN102286707B (zh) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110225178 CN102286707B (zh) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102286707A CN102286707A (zh) | 2011-12-21 |
| CN102286707B true CN102286707B (zh) | 2013-04-24 |
Family
ID=45333460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110225178 Expired - Fee Related CN102286707B (zh) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102286707B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103789710B (zh) * | 2013-12-17 | 2015-12-30 | 重庆师范大学 | 非晶基体复合材料及其制备方法 |
| CN114318179B (zh) * | 2020-10-09 | 2022-12-09 | 华中科技大学 | 一种高强超韧仿生结构非晶合金复合材料的制备方法 |
| CN113564579B (zh) * | 2021-07-06 | 2022-10-28 | 燕山大学 | 一种利用激光熔覆制备铜基非晶复合涂层的方法 |
| CN115961221B (zh) * | 2022-12-08 | 2024-04-05 | 大连理工大学 | 一种块体非晶合金药型罩及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101570837A (zh) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锆基非晶合金及其制备方法 |
| CN101603159A (zh) * | 2009-07-15 | 2009-12-16 | 北京航空航天大学 | 具有软磁性的Fe-Al-P-C-M块体非晶合金及其制备方法 |
-
2011
- 2011-08-08 CN CN 201110225178 patent/CN102286707B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101570837A (zh) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锆基非晶合金及其制备方法 |
| CN101603159A (zh) * | 2009-07-15 | 2009-12-16 | 北京航空航天大学 | 具有软磁性的Fe-Al-P-C-M块体非晶合金及其制备方法 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| 《Corrosion behavior and glass-forming ability of Cu-Zr-Al-Nb alloys》;M.K.Tam et al.;《Journal or Non-Crystalline Solids》;20070720;第353卷;第3596-3599页 * |
| Crystallization kinetics in Cu46Zr45Al7Y2 bulk metallic glass by differential scanning calorimetry(DSC);J.C.Qiao,J.M.Pelletier;《Journal of Non-Crystalline Solids》;20110312;第357卷;第2590-2594页 * |
| J.C.Qiao,J.M.Pelletier.Crystallization kinetics in Cu46Zr45Al7Y2 bulk metallic glass by differential scanning calorimetry(DSC).《Journal of Non-Crystalline Solids》.2011,第357卷 |
| M.K.Tam et al..《Corrosion behavior and glass-forming ability of Cu-Zr-Al-Nb alloys》.《Journal or Non-Crystalline Solids》.2007,第353卷第3596-3599页. |
| Nitrogen-doping effect on glass formation and primary phase selection in Cu-Zr-Al alloys;Zengqian Liu et al.;《Journal of Alloys and Compounds》;20110126;第509卷;第5033-5037页 * |
| Zengqian Liu et al..Nitrogen-doping effect on glass formation and primary phase selection in Cu-Zr-Al alloys.《Journal of Alloys and Compounds》.2011,第509卷第5033-5037页. |
| 田昂峰等.（Zr-Cu-Al-Dy)-Ta非晶/结晶复合材料及其力学性能.《稀有金属材料与工程》.2008,第37卷(第增4期),第741-744页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102286707A (zh) | 2011-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Additive manufacturing of high-strength CrMnFeCoNi high-entropy alloys-based composites with WC addition | |
| Zhang et al. | Microstructure and mechanical properties of FexCoCrNiMn high-entropy alloys | |
| Niu et al. | Strengthening of nanoprecipitations in an annealed Al0. 5CoCrFeNi high entropy alloy | |
| US11072841B2 (en) | High-strength dual-scale structure titanium alloy, preparation method therefor, and application thereof | |
| CN101886232B (zh) | 一种非晶合金基复合材料及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Microstructures and tensile properties of Ti2AlNb and Mo-modified Ti2AlNb alloys fabricated by hot isostatic pressing | |
| Zhang et al. | Preparation of TiBw/Ti–6Al–4V composite with an inhomogeneous reinforced structure by a canned hot extrusion process | |
| CN102154596A (zh) | 一种锆基非晶合金及其制备方法 | |
| CN103334065A (zh) | 高熵非晶合金材料及其制备方法 | |
| CN102286707B (zh) | 具有韧性晶体相CuaZrbAlcMd非晶合金复合材料及其晶体相的均匀化方法 | |
| Wang et al. | Fabricating Ti2AlNb sheet with high tensile strength and good ductility by hot packed rolling the spark plasma sintered pre-alloyed powder | |
| CN104498844A (zh) | 一种大尺寸trip非晶复合材料及其制备方法 | |
| CN107385365B (zh) | 具有加工硬化能力的Ti-Zr-Cu-Be四元非晶复合材料及其制备方法 | |
| Su et al. | Laser directed energy deposition of Zr-based bulk metallic glass composite with tensile strength | |
| KR102007060B1 (ko) | 벌크 금속성 유리 형성 합금 | |
| CN102061429A (zh) | 一种锆基非晶复合材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Labyrinthine structure AlxCrFeNi (x≥ 1) eutectic high entropy alloys with duplex reinforced phases | |
| Rim et al. | Tensile necking and enhanced plasticity of cold rolled β-Ti dendrite reinforced Ti-based bulk metallic glass matrix composite | |
| Zang et al. | Achieving high tensile strength-ductility synergy of a fully-lamellar structured near alpha titanium alloy at extra-low temperatures | |
| CN102899592B (zh) | 一种塑性锆基金属玻璃及其制备方法 | |
| Shan et al. | Design and microstructural development of a new eutectic Fe-Co-Ni-B multi-principal element alloy system | |
| CN107952966A (zh) | 球形钛铝基合金粉末的制备方法 | |
| CN108385039B (zh) | 一种外加的高韧性锆基非晶复合材料及其制备方法 | |
| CN101586221A (zh) | 一种铜锆基非晶合金及其制备方法 | |
| Kuang et al. | Achieving ultra-high strength in Be/Al composites by self-exhaust pressure infiltration and hot extrusion process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130424 Termination date: 20130808 |