Ti-Ni-Cu-Sn系非晶材料组织及性能研究

采用舍B的AlTi5B1合金棒及Al的添加来替代有毒的Be,采用铜模吸铸法制备Ti-NbCu-Sn系非晶合金,对制得的6组试样进行XRD分析.结果表明,铜模吸铸法所制得的合金为晶态加少量非晶,晶态相主要为TiNi、CuTi3、Ti3Cu、AlTi3组成的复合相组织.SEM观察发现部分复合相尺寸大小在1μm以下.DTA分析发现,Ti-Ni-Cu-Sn-Al-B系合全都存在两个相转变温度,且随着Al的减少、Ti的增加,合金的相变转变温度同时也相应降低.     

不同吸铸电压对Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2非晶形成能力和力学性能的影响

对以Zr65Cu17.5Al7.5Ni10为基体的非晶合金中添加微量廉价的Fe元素,采用铜模吸铸法在不同电压下制备出直径 3 mm大块非晶合金.利用X 射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和微机控制电子式万能试验机等技术手段研究了不同吸铸电压对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观结构、玻璃形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响.结果表明非晶材料的性能与吸铸电压有着密切相关的联系.     

喷射成形La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金的晶化行为

研究了喷射成形和铜模吸铸法制备的La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金的晶化行为。结果表明,两种工艺制备的非晶合金晶化过程都为三级晶化,晶化的顺序为:非晶→非晶+La→非晶+La+Al3La→非晶+La+Al3La+富Cu和Ni的未知相。结合晶化动力学计算和退火晶化实验结果表明,低温(<503K)时,喷射成形La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金的热稳定性优于铜模吸铸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金,高温(>553K)时结果相反。     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶系的等电子浓度特征

以准晶成分Ti40Zr40Ni20为基准,在Ti—Zr-Ni-Cu系中设计出电子浓度为1.200和原子尺寸为0．1474nm的系列合金,并用铜模吸铸法制备直径为3mm的合金棒试样．结果表明,Ti12Zr55Ni13Cu20成分附近可形成块体非晶合金,而Ti3Zr60Ni12Cu25和Zr60Ni10Cu30成分点上形成了单一的四方Zr2Cu型非晶相关相．准晶、块体非晶合金和Zr2Cu相是具有相同电子浓度的电子化合物,它们在成分图上表现出鲜明的等电子浓度特征,表明块体非晶合金的等电子浓度判据适用于Ti-Zr-Ni-Cu非晶系．二十面体与截角八面体间的结构关联可作为准晶或非晶合金多型性转变成Zr2Cu相的结构模型．     

喷射沉积法和吸铸法制备镧基非晶合金的退火晶化组织分析

通过X射线衍射仪和场发射扫描电镜等实验设备,对比分析了喷射沉积法和铜模吸铸法制备的La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金的晶化过程和在不同退火温度下的晶化组织。结果表明沉积态La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金晶化主要析出纳米级的Al、Al Ni、La和未知相,析出相呈均匀分布,组织结构较好,而吸铸态La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金晶化后析出La和La(Cu,Ni)相,析出相颗粒尺寸大小不一,且分布不均匀,从而证明喷射沉积法作为La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)块体非晶合金的制备方法,具有一定的优势。     

半固态处理对Zr_(60)Cu_(17.5)Al_(7.5)Ni_(10)Ti_5非晶形成能力和力学性能的影响

采用铜模吸铸法将Ti元素添加到Zr65Cu17.5Al7.5Ni10非晶合金中,制备得到直径为3 mm的大块非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和微机控制电子式万能试验机等研究半固态处理对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观组织结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明:半固态处理技术对非晶合金材料的组织结构和力学性能有很大的影响,能够提高非晶合金的强度和塑性;半固态下Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg为0.618 9,过冷液相区△Tx达到40 K;且当吸铸电压为7 kV时试样的塑性最好,为1.94%,强度为1 487.411 MPa。     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

初生纳米晶对Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金结构稳定性的影响

通过感应熔炼喷铸法制备具有非晶/纳米晶复合结构的块体Ti40Zr25Ni8Cu9Be18合金。在与全非晶结构的Ti40Zr25Ni8Cu9Be18合金进行比较的基础上,研究Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶/纳米晶合金在均匀流变过程中的晶化程度,分析其在连续升温过程中的晶化动力学。结果表明:初始纳米晶的存在不会明显降低非晶/纳米晶合金在过冷液相区流变过程中的结构稳定性;非晶/纳米晶合金的晶化激活能约为233.21 kJ/mol,与非晶合金的晶化激活能大致相同;随着转变分数的增加非晶/纳米晶合金的局部Avrami指数从2变化到0.5,明显低于非晶合金的局部Avrami指数;这表明初始纳米晶并没有明显加速非晶的晶化过程。     

不同元素掺杂对Zr基非晶形成能力及力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3 mm的Zr63Cu17.5Ni10Al7.5TM2(TM=Y,Fe,Ti)合金圆棒.通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、力学性能及断口扫描(SEM)检测,结果表明Y、Fe、Ti元素微量掺杂可以得到完全非晶,Fe、Ti元素掺杂的试样具有较高的非晶形成能力和热稳定性(△...     

La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金的晶化行为

利用等温和变温晶化退火的方法对铜模吸铸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金的晶化行为进行了研究.结果表明,La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金晶化过程分为3级,不同阶段的晶化产物分别为 La、Al3La和富Cu、Ni的未知相;非晶合金的驰豫激活能和3级晶化激活能的关系为:Eg相似文献   

Zr44Ti11Ni10Cu10Be25块体非晶合金与金属铝箔的扩散连接

采用铜模吹铸法制备出Zr44Ti11Ni10Cu10Be25块体非晶合金,并在真空扩散焊设备中与铝箔进行扩散焊接,研究了锆基非晶合金与Al箔进行超塑性扩散焊连接工艺及其连接界面的原子扩散情况。结果表明,元素的扩散情况与试样的变形量有关,但变形量又不完全影响元素的扩散,而是当变形量达到一定值时,温度越高,元素扩散程度越高。当温度达到713K、变形量达到26%时,元素的扩散程度最高。     

机械合金化制备TiCuNiSnTa非晶粉末的研究

采用机械合金化(MA)方法,选择Ti-Cu-Ni-Sn-Ta合金体系,通过高能球磨制备钛基非晶粉末。研究球磨时间对钛基混合粉末的形貌、组织结构演化和热稳定性的影响以及合金成分对非晶形成能力的影响,并对合成的粉末进行了XRD分析。结果表明,球磨时间对非晶的形成和晶粒细化有显著影响,球磨后粉末各组元呈均匀化弥散分布;成分为Ti64Cu11.2Ni9.6Sn3.2Ta12的合金具有较宽的过冷液相区,最终获得了Ti基非晶复合材料,而成分为Ti58.8Cu1.1Ni3.2Sn5Ta31.9的合金在高能球磨过程中没有发生非晶转变。     

INTERACTION BETWEEN Cu AND LIQUID Sn(II)——SEM OBSERVATION OF INTERMETALLIC GROWTH

The features of Cu_6Sn_5 growing slowly at lower temperature and growing rapidly up over350℃,and or Cu_3Sn growing at higher temperatures,bave been detailedly observedunder SEM.The increase of Pb content seems to inhibit sequentially the growth ofCu_6Sn_5 in Pb-Sn alloy.     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

Effect of infiltrating time on interfacial reaction and properties of tungsten particles reinforced Zr-based bulk metallic glass composites

The tungsten particles reinforced Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5) (Vit 1 alloy) bulk metallic glass composites (BMGCs) were prepared by the melt infiltrating casting method with the infiltrating time of 1,5 and 10 min,respectively.The changes of interfacial reaction and compression properties of the bulk metallic glass composites with different infiltrating times were studied.Results show that with the increase of infiltrating time,tiny nanocrystals are generated at the interfacial boundary of tungsten particles and the amorphous matrix,and the size of tiny crystals increases with the infiltrating time.When the infiltrating time is 10 min,polygonal crystals with a larger size are also generated within the amorphous matrix.The compressive strength of the composites also increases with the infiltrating time.When the infiltrating time is 10 min,the compressive strength of the composite reaches 2,030 MPa and the compression strain is 44%.The fracture morphology of the composite materials is in a vein-like pattern and the melting phenomenon is found on the fracture surface.In addition,the density of the shear bands during the compressive tests of the composite materials increases with the infiltrating time.     

Fe78-2xCrxMoxSn2P10Si4B4C2(x＝2,4)块体非晶合金的制备和性能

本文用铜模上吸铸法制备Fe78-2xCrxMoxSn2P10Si4B4C2(x=2，4，原子百分比)块体非晶合金系列，制备出直径达2．5mm的Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2非晶合金棒材和直径达2mm的Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2非晶合金棒材。发现Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2具有32K的超冷液相区和高达0．61的约化玻璃转变温度，具有很强的玻璃形成能力。当x=2和x=4时非晶合金的居里温度分别为538K和455K，饱和磁感应强度分别为1．06T和0．71T。     

Ti-Zr-Cu-Fe-Sn-Si-Ag-Ta bulk metallic glasses with good corrosion resistance as potential biomaterials

Ti₄₇Cu_38-xZr_7.5Fe_2.5Sn₂ Si₁ Ag₂ Ta_x(x=1-4;at%,the same below) bulk metallic glasses(BMGs) with good bio-corrosion resistance and mechanical properties were fabricated by copper mold casting.Critical diameter of the Ti-based BMGs with 1 at%-4 at% Ta was 3 mm.The Ta-incorporated Ti-based BMGs exhibit higher open current potential and parallel passive current density in comparison with those of Ti-6 Al-4 V alloy...     

热处理工艺对G115钢铸件组织与性能的影响

以均匀化退火后的G115钢铸件为对象,研究了不同正火+回火工艺处理对其显微组织及力学性能的影响,其中正火工艺分别为1070 ℃×1 h,AC和1100 ℃×1 h,AC,回火工艺分为一次回火(780 ℃×3 h,AC)和两次回火(780 ℃×3 h,AC+750 ℃×3 h,AC)。结果表明:随着正火温度的上升,G115钢铸件的室温强度和650 ℃高温强度均有所上升,而韧性有所下降,塑性无明显变化;随着回火次数的增加,G115钢的室温强度和650 ℃高温强度均有所降低,韧性和塑性无明显影响。正火+回火处理后G115钢铸件中的析出相主要有Laves相、M₂₃C₆以及MX(NbC、VN)相,冲击断口形貌呈解理或准解理断裂特征。随着正火温度升高,马氏体板条块(Block)宽度有所增加,排列相对整齐。原奥氏体晶粒尺寸是G115钢室温强度贡献值中晶界强化量的有效晶粒尺寸。推荐的热处理制度为1100 ℃×1 h(AC)正火+780 ℃×3 h(AC) 回火。     

Sc对Zr基块体非晶合金晶化动力学的影响

以海绵锆为原材料,利用浇包型坩埚电弧炉倾斜铸造法制备Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元块体非晶合金楔形试样,研究活性元素Sc对合金玻璃形成能力及晶化动力学参数的影响。结果表明:Sc的加入可显著增大合金的最大非晶形成厚度,但对合金过冷液相区温度范围所表征的热稳定性影响较小。Sc虽然使合金的晶化激活能降低,但使晶化孕育期时间常数增大,晶化频率因子减小,二者的综合作用使合金晶化孕育期延长,过冷倾向增大,玻璃形成能力提高。     

Glass formation and properties of Ti-based bulk metallic glasses as potential biomaterials with Nb additions

Ti_(47)Cu_(38-x)Zr_(7.5)Fe_(2.5)Sn_2Si_1Ag_2Nb_x (x=0, 1,2; at%) bulk metallic glasses (BMGs) with superior biocorrosion resistance were synthesized by copper mold casting. Although the minor addition of Nb to the Ti-CuZr-Fe-Sn-Si-Ag BMG slightly decreases the glass-forming ability (GF A), the Nb-bearing Ti-based alloys could be casted in a bulk glassy rod form with diameters up to3 mm. It is found that partial substitution of Cu with Nb is effective on enhancing the bio-corrosion resistance of the Ti-based BMG. Potentiodynamic polarization measurements show that Nb addition to Ti-based BMG leads to higher open-circuit potential and pitting potential as well as lower passive current density in Hank's solution. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results indicate that with Nb content increasing, the charge transfer resistance values of the Ti-based BMGs become larger,demonstrating that the surface oxide films are more protective. The Nb-bearing Ti-based BMGs also exhibit good in vitro biocompatibility comparable to that of Ti-6Al-4V alloy. The enhanced bio-corrosion resistance, excellent in vitro biocompatibility and good mechanical properties of the Nb-bearing Ti-based BMGs are favorable for biomedical applications.