Ti基非晶复合材料的强韧化机理研究

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模吸铸法在真空及高纯氩气保护条件下制备了直径3mm的(Ti_0.5Ni_0.48M_0.02)₈₀Cu₂₀ (M=Fe、Ce、Zr)合金,研究了Fe、Ce、Zr对合金凝固组织中形状记忆晶相析出的变化规律,分析了该合金的室温力学行为与强韧化机理。研究发现,(Ti_0.5Ni_0.48M_0.02)₈₀Cu₂₀ (M=Fe、Ce、Zr)合金铸态结构均为非晶+形状记忆晶相(B2过冷奥氏体和B19_’热致马氏体)的复合结构,其中M=Fe的合金B2相体积分数析出最多,M=Zr的合金B19_,相体积分数最多。在室温压缩过程中,合金均表现出良好的综合力学性能,其中以M=Ce 的合金性能最优,断裂强度,屈服强度,塑性应变分别达到2645Mpa,1150Mpa和12.2%。合金在受压应力断裂后,组织中奥氏体相体积分数减小,马氏体相体积分数增加,同时在屈服后均表现出强烈的加工硬化行为。加工硬化速率和瞬时加工硬化速率随真应变的变化分为三个阶段,合金内部在压应力的作用下B2向B19_,相转变是合金强韧化的主要动力。M=Fe的合金加工硬化速率、平均加工硬化指数、瞬时加工硬化指数最大,加工硬化能力最强,M=Ce的合金次之,M=Zr的合金最弱。     

块体非晶合金韧塑性研究现状

提高室温塑性和断裂韧性是块体非晶合金作为先进结构材料应用亟待解决的关键科学问题,理解应力加载时的室温塑性变形机制是提高其韧塑性的前提。块体非晶合金通过高度局域化的剪切带形成和扩展而产生塑性变形,提高其室温塑性取决于剪切带的均匀化分布程度。研究者们在该领域做了深入细致的研究工作,如喷丸、设计高泊松比的非晶、设计具有微观起伏结构的铸态相分离非晶以及引入晶相增韧等,使块体非晶合金的韧塑性得到有效改善。从第二相韧塑化非晶基复合材料、泊松比判据、尺寸效应、非晶表面涂层增韧、通过预变形预制多重剪切带改善塑性、冷热循环处理抗非晶合金老化等方面,综述了块体非晶合金韧塑化的研究热点,韧塑性判据,控制剪切带形成、扩展和分布的方法,指出获得良好拉伸塑性和断裂韧性仍是不同体系非晶合金的研究目标和重要发展方向,推动着块体非晶合金作为新型功能结构材料的应用和产业化。     

Ti基金属玻璃复合材料的腐蚀行为

采用水冷铜坩埚悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm的(Ti0.5Ni0.5)80Cu20金属玻璃复合材料试样,对合金的组织结构进行表征,用电化学工作站三电极体系测试了不同腐蚀介质中的动电位极化曲线,并分析表征电化学腐蚀后的形貌和腐蚀产物。结果表明:合金组织由非晶基体+形状记忆晶体相组成,在铸造过程的温度梯度下呈现梯度组织,边缘为快冷形成的无序密堆非晶结构,心部主要析出相为过冷奥氏体相。在人工海水和模拟人体的PBS溶液中,合金均表现出良好的耐蚀性。与晶态TC4合金相比,自腐蚀电位高,腐蚀的热力学倾向小;自腐蚀电流密度低,极化电阻高,腐蚀的动力学速率低。合金在PBS溶液中由于介质中活性阴离子浓度低,比在人工海水中表现出更优异的抗蚀性。在腐蚀形貌中未发现点蚀坑,边缘区的氧化膜较心部区域更为致密均匀。