一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于新材料领域，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Zr53.946Al10.1898Ni9.3906Cu26.3736Ti0.1、Zr53.892Al10.1796Ni9.3812Cu26.3472Ti0.2、Zr53.838Al10.1694Ni9.3718Cu26.3208Ti0.3、Zr53.784Al10.1592Ni9.3624Cu26.2944Ti0.4、Zr53.73Al10.149Ni9.353Cu26.268Ti0.5，其玻璃转变温度为743.0~749.4K、开始晶化温度为788.1~802.3K、抗压强度为1783.8~2100.2MPa、屈服强度为1633.4~1762.9MPa、塑性应变为0.39~1.68%、硬度为48.6~50.1HRC。

A titanium based zirconium based bulk amorphous alloy and its preparation process

The invention belongs to the new material field, and discloses a titanium - based zirconium - based bulk amorphous alloy and its preparation process. The bulk amorphous alloy is the purity of 99.99wt% copper, nickel, purity of 99.99wt% purity of 99.99wt% zirconium, aluminum purity and purity of 99.99wt% for 99.99wt% titanium in vacuum smelting furnace smelting, then by vacuum suction casting alloy liquid suction casting to water-cooled prepared diameter 2mm alloy bar. The Zr based bulk amorphous alloy chemical composition Zr53.946Al10.1898Ni9.3906Cu26.3736Ti0.1, Zr53.892Al10.1796Ni9.3812Cu26.3472Ti0.2, Zr53.838Al10.1694Ni9.3718Cu26.3208Ti0.3, Zr53.784Al10.1592Ni9.3624Cu26.2944Ti0.4, Zr53.73Al10.149Ni9.353Cu26.268Ti0.5, the glass transition temperature 743.0~749.4K and crystallization temperature of 788.1~802.3K to compressive strength is 1783.8~2100.2MPa and 1633.4~1762.9MPa, the plastic strain is 0.39~1.68%, hardness is 48.6~50.1HRC yield strength.

【技术实现步骤摘要】
一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺
本专利技术涉及一种含钛的锆基块体非晶合金及其制备工艺。
技术介绍
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，本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术制成的产品用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。本专利技术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Zr53.946Al10.1898Ni9.3906Cu26.3736Ti0.1、Zr53.892Al10.1796Ni9.3812Cu26.3472Ti0.2、Zr53.838Al10.1694Ni9.3718Cu26.3208Ti0.3、Zr53.784Al10.1592Ni9.3624Cu26.2944Ti0.4、Zr53.73Al10.149Ni9.353Cu26.268Ti0.5，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。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1用天平称取纯锆6.6252g，纯铝0.3701g，纯镍0.7420g，纯铜2.2563g和纯钛0.0064g，将称好的铜、铝、锆、镍和钛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。该合金的玻璃转变温度为395.4℃、开始晶化温度为508.7℃、抗压强度为2071.0MPa、屈服强度为2012.0MPa、塑性应变为1.31%、硬度为49.0HRC、腐蚀电位为-0.22V。实施例2用天平称取纯锆6.6209g，纯铝0.3699g，纯镍0.7415g，纯铜2.2548g和纯钛0.0129g，将称好的铜、铝、锆、镍和钛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。该合金的玻璃转变温度为423.6℃、开始晶化温度为516.1℃、抗压强度为2024.8MPa、屈服强度为1924.0MPa、塑性应变为0.94%、硬度为45.6HRC、腐蚀电位为-0.23V。实施例3用天平称取纯锆6.6166g，纯铝0.3697g，纯镍0.7410g，纯铜2.2533g和纯钛0.0194g，将称好的铜、铝、锆、镍和钛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。该合金的玻璃转变温度为470.3℃、开始晶化温度为503.9℃、抗压强度为1956.6MPa、屈服强度为1862.0MPa、塑性应变为1.06%、硬度为46.9HRC、腐蚀电位为-0.23V。实施例4用天平称取纯锆6.6124g，纯铝0.3694g，纯镍0.7405g，纯铜2.2519g和纯钛0.0258g，将称好的铜、铝、锆、镍和钛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。该合金的玻璃转变温度为475.8℃、开始晶化温度为516.3℃、抗压强度为1678.8MPa、屈服强度为1606.0MPa、塑性应变为0.83%、硬度为46.2HRC、腐蚀电位为-0.23V。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钛的锆基块体非晶合金，其特征在于:所述块体非晶合金的化学成分为Zr53.946Al10.1898Ni9.3906Cu26.3736Ti0.1、Zr53.892Al10.1796Ni9.3812Cu26.3472Ti0.2、Zr53.838Al10.1694Ni9.3718Cu26.3208Ti0.3、Zr53.784Al10.1592Ni9.3624Cu26.2944Ti0.4、Zr53.73Al10.149Ni9.353Cu26.268Ti0.5；包括如下制备步骤：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

【技术特征摘要】
1.一种含钛的锆基块体非晶合金，其特征在于:所述块体非晶合金的化学成分为Zr53.946Al10.1898Ni9.3906Cu26.3736Ti0.1、Zr53.892Al10.1796Ni9.3812Cu26.3472Ti0.2、Zr53.838Al10.1694Ni9.3718Cu26.3208Ti0.3、Zr53.784Al10.1592Ni9.3624Cu26.2944Ti0.4、Zr53.73Al10.149Ni9.353Cu26.268Ti0.5；包括如下制备步骤：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡安辉，安琪，丁超义，周果君，罗云，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43