[发明专利]一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺

说明书

本发明属于新材料领域，公开了一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺。该块体非晶合金是将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的镍、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的铝和纯度为99.99wt%的钛在真空熔炼炉中熔炼，然后采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该锆基块体非晶合金的化学成分为Zr53.946Al10.1898Ni9.3906 Cu26.3736Ti0.1、Zr53.892Al10.1796Ni9.3812 Cu26.3472Ti0.2、Zr53.838Al10.1694Ni9.3718 Cu26.3208Ti0.3、Zr53.784Al10.1592Ni9.3624 Cu26.2944Ti0.4、Zr53.73Al10.149Ni9.353 Cu26.268Ti0.5，其玻璃转变温度为395.4~475.8℃、开始晶化温度为503.9~516.3℃、抗压强度为1678.8~2071.0MPa、屈服强度为1606.0~2012.0MPa、塑性应变为0.83~1.31%、硬度为45.6~49.0HRC、腐蚀电位为‑0.22~‑0.23V。

技术领域

本发明涉及一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺。

背景技术

Zr-Al-Ni-Cu四元合金体系是锆基非晶合金中非晶形成能力较强的合金系之一，其非晶形成成分区间大、弹性极限大、耐磨耐蚀性能好、强度和硬度高等特性而受到广泛关注，但其室温脆性限制了其工业应用范围。微合金化是进一步提高非晶合金性能的重要途径之一，因此，本发明采用钛添加改善锆基块体非晶合金的性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的镍、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的铝和纯度为99.99wt%的碳含量6wt%的铁碳合金，放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10^-4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部的压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为4A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。

本发明制成的产品用X射线衍射仪（XRD）检测材料的非晶态，差热扫描量热计测量非晶合金的玻璃转变温度和开始晶化温度，万能电子试验机测量屈服强度、抗压强度和塑性，电化学工作站测量腐蚀性能，洛氏硬度计测量硬度。

本发明一种含碳和铁的锆基块体非晶合金，其特征在于：该锆基块体非晶合金的化学成分为Zr_53.946Al_10.1898Ni_9.3906Cu_26.3736Ti_0.1、Zr_53.892Al_10.1796Ni_9.3812Cu_26.3472Ti_0.2、Zr_53.838Al_10.1694Ni_9.3718Cu_26.3208Ti_0.3、Zr_53.784Al_10.1592Ni_9.3624Cu_26.2944Ti_0.4、Zr_53.73Al_10.149Ni_9.353Cu_26.268Ti_0.5，其玻璃转变温度为395.4~475.8℃、开始晶化温度为503.9~516.3℃、抗压强度为1678.8~2071.0MPa、屈服强度为1606.0~2012.0MPa、塑性应变为0.83~1.31%、硬度为45.6~49.0HRC、腐蚀电位为-0.22~-0.23V。