鈦基非晶復(fù)合材料組織及力學(xué)性能的研究.pdf

1、本文根據(jù)共晶點(diǎn)容易形成非晶和Inoue的三原則理論，選取Ti-Ni-Cu共晶點(diǎn)成分(Ti66.7Ni20Cu13.3)為研究對(duì)象，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行Zr的替代和Al、Si元素的添加。采用銅模鑄造法成功制備了三組合金試樣：Ti66.7-xNi20Cu13.3Zrx(X=0、10、30)、(Ti0.67Ni0.2Cu0.13)100-xAlx(X=0、1、3、5)和(Ti0.66Ni0.2Cu0.13Al0.01)100-xSix(X=0、1、

2、3、5)，其中共晶點(diǎn)合金成分的試樣含不同的直徑(Φ2mm、Φ3mm、Φ4mm和Φ6mm)。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、WDW-100J壓力試驗(yàn)機(jī)等檢測(cè)手段對(duì)材料的相組成、微觀組織、斷口形貌、壓縮力學(xué)性能等進(jìn)行檢測(cè)，研究多元化對(duì)這些合金微觀組織與力學(xué)性能的影響。
　　 檢測(cè)結(jié)果表明：Ti66.7Ni20Cu13.3（Φ2mm、Φ3mm和Φ4mm）、(Ti0.67Ni0.2Cu0.13)100-xAlx(X=

3、0、1、3)和(Ti0.6Ni0.2Cu0.13A10.01)100-xSix(X=0、1)合金成分經(jīng)銅模吸鑄后為Ti基非晶復(fù)合材料，具有致密的微觀組織結(jié)構(gòu)、好的耐腐蝕性、高的塑性和斷裂強(qiáng)度，其壓縮過程中變形特征為：彈性-塑性變形，材料的失效方式為典型的韌性斷裂。Ti66.7Ni20Cu13.3(Φ6mm)、Ti66.7-xNi20Cu13.3Zrx(X=10、30)、(Ti0.67Ni0.2Cu0.13)i00-xAlx(X=5)和(

4、Ti0.66Ni0.2Cu0.13Al1)100-xSix(X=3、5)合金試樣具有大部分的晶體相，因此，微觀組織有粗大的樹枝晶出現(xiàn)，力學(xué)性能也有所降低，變形特征基本為彈性變形，材料的失效方式為脆性斷裂。
　　 Al、Si的微量多元化（X=1時(shí)）提高了合金的斷裂強(qiáng)度，特別是Si含量為1.at％時(shí)合金具有致密的網(wǎng)狀組織，其內(nèi)部是細(xì)小的層片狀結(jié)構(gòu)，且具有雪花狀的平整耐腐蝕組織，這種結(jié)構(gòu)具有高的斷裂強(qiáng)度，為1825Mp，此數(shù)據(jù)是本實(shí)驗(yàn)