具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法技术

本发明专利技术属于非晶合金技术领域，具体涉及一种具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法，其原子百分比表达式为：Zr

【技术实现步骤摘要】
具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于非晶合金
，具体涉及一种具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]非晶合金作为一种新型的合金材料，其独特的长程有序，短程有序的结构特点，导致非晶合金具有优于合金的其他性能，如高强度，高硬度，高的耐腐蚀性，自锐性等等使得非晶合金在军事、医疗器械、体育用品、电子产品零器件、精密零件等等都有着广阔的应用前景。
[0003]Zr基非晶合金是非晶合金体系中非晶合金形成能力仅次于Pd基的非晶合金，但是作为Zr基非晶合金其最大的非晶形成能力往往是含有有毒元素Be，而不含有有毒元素以及贵重金属的Zr基非晶合金往往其非晶形成能力不会太高，而且绝大部分非晶合金只有弹性，没有塑性，对于材料的应用和发展受到一定的限制。
[0004]因此开发无Be且不含有贵重金属的廉价且具有塑性的锆基非晶合金对于非晶合金的应用和发展有着推进作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法，以解决无Be锆基非晶合金塑性不足的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有塑性的无Be锆基非晶合金，其原子百分比表达式为：Zr
a
Cu
b
Ni
c
Al
d
Nb
e
Fe
f
Hf
g
M
r
；其中a+b+c+d+e+f+g+r＝100；M为稀土元素；以及50＜a＜70；10＜b＜20；5＜c＜15；5＜d＜15；0＜e＜10；0＜f＜10；0＜g＜2；0＜r＜0.5。
[0007]又一方面，本专利技术还提供了一种具有塑性的无Be锆基非晶合金的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，按照如权利要求1所述原子百分比将各组分换算成质量比，进行原料的称取配置；步骤S2，将难熔金属、Hf与部分Zr进行电弧预熔，得到预熔料；步骤S3，将预熔料与其余原料进行真空感应熔炼，在1900～2000℃下维持5～10min，保证熔炼充分后待降温至1200～1300℃浇注为铸锭，待完全冷却后取出；步骤S4，将铸锭在铜模中压铸，得到具有塑性的无Be锆基非晶合金。
[0008]本专利技术的有益效果是，本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金及其制备方法以Zr和Cu为主体元素，通过复配并调控其他元素使得非晶合金在具有稳定非晶形成能力的基础上拥有优良的力学性能；在舍弃有毒元素Be与贵重金属Pd、Ag的情况下同时加入Nb和Fe，增加了体系的位形熵，改善了锆基非晶的非晶形成能力和稳定性，同时也对导电性和塑性提升起到了促进作用。
[0009]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0010]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合
所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金的实施例1棒材的应力
‑
应变曲线图；
[0013]图2是本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金的实施例2棒材的应力
‑
应变曲线图；
[0014]图3是本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金的实施例3棒材的应力
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应变曲线图；
[0015]图4是本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金的实施例4棒材的应力
‑
应变曲线图；
[0016]图5是本专利技术的具有塑性的无Be锆基非晶合金的对比例1棒材的应力
‑
应变曲线图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术提供了一种具有塑性的无Be锆基非晶合金，其原子百分比表达式为：Zr
a
Cu
b
Ni
c
Al
d
Nb
e
Fe
f
Hf
g
M
r
；其中a+b+c+d+e+f+g+r＝100；M为稀土元素；以及50＜a＜70；10＜b＜20；5＜c＜15；5＜d＜15；0＜e＜10；0＜f＜10；0＜g＜2；0＜r＜0.5。
[0019]在本实施例中，具体的，Be具有显著的非晶形成能力，但因其具有毒性，本专利技术舍弃了Be而选用其他无毒元素复配，以保证非晶合金仍旧保持较好的非晶形成能力。
[0020]在本实施例中，具体的，Pd、Ag等贵重金属也对非晶形成能力有积极影响，但因成本因素，本专利技术选用常规易获取金属元素以替代贵重金属在非晶合金中参与复配，且选用的常规易获取金属元素均为较为廉价的工业级低纯度材料，以实现批量化生产。
[0021]在本实施例中，具体的，Nb和Fe在体系中可共同增加体系的位形熵，并以此改善锆基非晶合金的非晶形成能力、提高锆基非晶合金的稳定性，同时也能够对导电性的变化和塑性的提升有积极作用。
[0022]在本实施例中，优选的，其中：a+b+c+d+e+f+g+r＝100；以及60＜a＜70；12＜b＜17；8＜c＜13；8＜d＜12；0＜e＜5；0＜f＜5；0＜g＜2；0＜r＜0.5。
[0023]在本实施例中，可选的，所述M包括Y，Dy，Lu，Ho，Yb，Ce，Rh，Os；氧元素对非晶合金的非晶形成能力有害，但非晶合金从原料到成型的过程中不可避免的会掺杂入氧元素，而本专利技术中通过加入稀土元素如Y等，在熔炼过程中使稀土元素优先与氧元素反应，以降低合
金成分中氧元素的含量，并以此降低氧元素的影响，进而提升非晶形成能力。
[0024]在本实施例中，具体的，所述具有塑性的无Be锆基非晶合金的非晶形成能力不低于4mm。
[0025]在本实施例中，具体的，所述具有塑性的无Be锆基非晶合金的抗压强度不低于1600MPa。
[0026]在本实施例中，具体的，所述具有塑性的无Be锆基非晶合金的维氏强度Hv0.5不小于520。
[0027]本专利技术还提供了一种具有塑性的无Be锆基非晶合金的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，按照如权利要求1所述原子百分比将各组分换算成质量比，进行原料的称取配置；步骤S2，将难熔金属、Hf与部分Zr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有塑性的无Be锆基非晶合金，其特征在于，其原子百分比表达式为：Zr
a
Cu
b
Ni
c
Al
d
Nb
e
Fe
f
Hf
g
M
r
；其中a+b+c+d+e+f+g+r＝100；M为稀土元素；以及50＜a＜70；10＜b＜20；5＜c＜15；5＜d＜15；0＜e＜10；0＜f＜10；0＜g＜2；0＜r＜0.5。2.如权利要求1所述的具有塑性的无Be锆基非晶合金，其特征在于，其中：a+b+c+d+e+f+g+r＝100；以及60＜a＜70；12＜b＜17；8＜c＜13；8＜d＜12；0＜e＜5；0＜f＜5；0＜g＜2；0＜r＜0.5。3.如权利要求1所述的具有塑性的无Be锆基非晶合金，其特征在于，所述M包括Y，Dy，Lu，Ho，Yb，Ce，Rh，Os。4.如权利要求1所述的具有塑性的无Be锆基非晶合金，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：路新行，张晓平，彭炜，陈云，
申请(专利权)人：盘星新型合金材料常州有限公司，
类型：发明
国别省市：