的成分，更为重要的是，消除了 Be元素带来的材料制备和加工以及使用过程中的安全隐患，拓宽了该类Ti基非晶复合材料在各领域的发展前景，具有极大的发展空间。
[0018]本发明将选取目前玻璃形成能力更优的T1-Cu-Ni作为基础合金系，通过CuZr的添加来增加基体的GFA，调节元素比例至共晶成分附近以获得最大的基体GFA;向合金系中添加大原子半径的Sn，提高合金的GFA，同时抑制脆性相的形成，提高材料的强度和塑性。而且，材料元素组成中不含有毒元素Be，从而消除了材料制备及使用中的安全隐患，为进一步的研究和发展提供了广阔的发展前景。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的XRD衍射曲线，其中，图1a是(Ti45Cu39Ni11Zr5)9SSn#晶复合材料的XRD衍射曲线，图1b是(Ti45Cu41Ni9Zr5)98Sn^晶复合材料的XRD衍射曲线；
[0020]图2是本发明的显微组织的光镜照片，其中，图2a是(Ti45Cu39Ni11Zr5) 9办2非晶复合材料的显微组织的光镜照片，图2b是(Ti45Cu41Ni9Zr5)98Snjg晶复合材料显微组织的光镜照片；
[0021]图3是本发明的压缩工程应力-应变曲线其中，图3a是(Ti45Cu39Ni11Zr5)98Sn2非晶复合材料的压缩工程应力-应变曲线:单轴向压缩，应变速率为1X10 4S S图3b是(Ti45Cu41Ni9Zr5)98SnA晶复合材料的压缩工程应力-应变曲线:单轴向压缩，应变速率为
1X10 4S S
[0022]图4是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]本实施例是一种(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料。
[0025]本实例所述的(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料由T1、Cu、N1、Zr和Sn共五种元素组成，其原子百分比为(Ti45Cu39Ni11Zr5)98Sn2，其中，T1、Cu、N1、Zr和Sn均为块状，纯度均彡 99.99%o
[0026]本实例所提出的(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料的制备过程如下:
[0027]第一步，原料的表面处理。将称量好的T1、Cu、N1、Zr和Sn通过酸洗去除表层氧化皮后通过超声波震荡去除油污。
[0028]第二步，通过高真空电弧熔炼及吸铸设备，制备合金锭。采用常规的电弧熔炼方法，在高纯氩气保护下对经过表面处理的原料进行第一次熔炼，熔炼电流为400A，熔炼时间为5min。熔炼结束后，高真空电弧熔炼及吸铸设备降温至室温，将凝固后的合金锭翻转180。，重复所述第一次熔炼的过程，对经过表面处理的原料进行第二次熔炼，熔炼时间为5min。所述重复熔炼的过程为五次，以保证合金锭成分均匀熔炼过程在高纯氩气保护下进行。熔炼结束后，得到(Ti45Cu39Ni11Zr5)98Sn2^金锭。
[0029]第三步，吸铸。具体是，将得到的合金锭切块后置于吸铸铜模内，在高真空电弧熔炼及吸铸设备的吸铸室中，采用400A电流和至完全熔化，氩气保护下吸铸至水冷铜模中，得到直径为3mm、长度为80mm的试棒。
[0030]将得到的非晶复合材料棒切成?3mmX6mm的试样。对所述试样进行X射线衍射、金相观察和单轴压缩试验。试验结果为:试样压缩数据:屈服强度oySl310MPa，抗压强度σ b。为2480MPa，断裂前塑性应变ε $12.4%。
[0031]实施例二
[0032]本实施例是一种(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料。
[0033]本实例所述的(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料由T1、Cu、N1、Zr和Sn共五种元素组成，其原子百分比为(Ti45Cu41Ni9Zr5)98Sn2，其中，T1、Cu、N1、Zr和Sn均为块状，纯度均彡 99.99%ο
[0034]本实例所提出的(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料的制备过程如下:
[0035]第一步，原料的表面处理。将称量好的T1、Cu、N1、Zr和Sn通过酸洗去除表层氧化皮后通过超声波震荡去除油污。
[0036]第二步，通过高真空电弧熔炼及吸铸设备，制备合金锭。采用常规的电弧熔炼方法，在高纯氩气保护下对经过表面处理的原料进行第一次熔炼，熔炼电流为400Α，熔炼时间为5min。熔炼结束后，高真空电弧熔炼及吸铸设备降温至室温，将凝固后的合金锭翻转180。，重复所述第一次熔炼的过程，对经过表面处理的原料进行第二次熔炼，熔炼时间为5min。所述重复熔炼的过程为五次，以保证合金锭成分均匀。熔炼过程在高纯氩气保护下进行。熔炼结束后，得到(Ti45Cu41Ni9Zr5)98Sn2^金锭。
[0037]第三步，吸铸。具体是，将得到的合金锭切块后置于吸铸铜模内，在高真空电弧熔炼及吸铸设备的吸铸室中，采用400A电流至完全熔化，氩气保护下吸铸至水冷铜模中，得到直径为3mm长度为80mm的试棒。
[0038]将得到的非晶复合材料棒切成试样Φ 3mmX 6mm，然后进行X射线衍射、金相观察和单轴压缩试验。试验结果为:试样压缩数据:屈服强度oySl900MPa，抗压强度σ b。为2460MPa，断裂前塑性应变ε p为9.3%。
[0039]实施例三
[0040]本实施例是一种(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料。
[0041]本实例所述的(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料由T1、Cu、N1、Zr和Sn共五种元素组成，其原子百分比为(Ti45Cu42.5Ni7.5Zr5)9SSn2，其中，T1、Cu、N1、Zr和Sn均为块状，纯度均彡99.99%o
[0042]本实例的制备过程如下:
[0043]第一步，原料的表面处理。将称量好的T1、Cu、N1、Zr和Sn通过酸洗去除表层氧化皮后通过超声波震荡去除油污。
[0044]第二步，通过高真空电弧熔炼及吸铸设备，制备合金锭。采用常规的电弧熔炼方法，在高纯氩气保护下对经过表面处理的原料进行第一次熔炼，熔炼电流为400A，熔炼时间为5min。熔炼结束后，高真空电弧熔炼及吸铸设备降温至室温，将凝固后的合金锭翻转180。，重复所述第一次熔炼的过程，对经过表面处理的原料进行第二次熔炼，熔炼时间为5min。所述重复熔炼的过程为五次，以保证合金锭成分均匀熔炼过程在高纯氩气保护下进行。熔炼结束后，得到(Ti45Cu4i5Nii5Zr5)9sSn2^金锭。
[0045]第三步，吸铸。具体是，将得到的合金锭切块后置于吸铸铜模内，在高真空电弧熔炼及吸铸设备的吸铸室中，采用400A电流至完全熔化，氩气保护下吸铸至水冷铜模中，得到直径为3mm、长度为80mm的试棒。
[0046]将得到的非晶复合材料棒切成?3mmX6mm的试样。对所述试样进行X射线衍射、金相观察和单轴压缩试验。试验结果为:试样压缩数据:屈服强度oySl650MPa，抗压强度σ &为2400MPa，断裂前塑性应变ε $ 10.1%。
【主权项】
1.一种(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料，其特征在于，所述所述的(T1-Cu-N1-Zr) -Sn系非晶复合材料由T1、Cu、N1、Zr和Sn组成，其原子百分比为(Ti45Cu39?42.5Ni7.5?nZr5)9SSn2;所述的 T1、Cu、N1、Zr 和 Sn 均为块状，纯度均彡 99.99%。2.—种制备权利要求1所述(T1-Cu-N1-Zr)-Sn系非晶复合材料的方法，其特征在于， 第一步，原料的表面处理； 第二步，制备合金锭；所述制备合金锭时，采用电弧熔炼方法，在高纯氩气保护下对经过表面处理的原料进行重复多次熔炼；具体是，在高纯氩气保护下对经过表面处理的原料进行第一次熔炼，熔炼电流为400A，熔炼时间为5min ;熔炼结束后，高真空电弧熔炼及吸铸设备降温至室温，将凝固后的合金锭翻转180。，重复所述第一次熔炼的过程，对经过表面处理的原料进行第二次熔炼，熔炼时间为5min ;所述重复熔炼的过程为五次，以保证合金锭成分均匀熔炼过程在高纯氩气保护下进行；熔炼结束后，得到合金锭； 第三步，吸铸；将得到的合金锭切块后置于吸铸铜模内，在高真空电弧熔炼及吸铸设备的吸铸室中，采用400A电流使得吸铸铜模中的合金母锭完全熔化为合金溶液，氩气保护下吸铸至水冷铜模中，得到试棒。
【专利摘要】一种(Ti-Cu-Ni-Zr)-Sn系非晶复合材料及其制备方法。所述的(Ti-Cu-Ni-Zr)-Sn系非晶复合材料由Ti、Cu、Ni、Zr和Sn组成，其原子百分比为(Ti45Cu39～42.5Ni7.5～11Zr5)98Sn2。本发明通过选取不含有毒元素Be的合金系，合理调节元素配比和添加少量的Sn元素，获得具有高断裂强度和一定塑性的Ti基非晶复合材料。采用本发明制备的合金由非晶相和β-Ti枝晶增强相构成，使该合金表现出超高的力学性能匹配，屈服强度σy≥1310MPa，抗压强度σbc≥2460MPa，断裂前塑性应变εp≥9.3％。
【IPC分类】C22C45/00, C22C1/02
【公开号】CN105132835
【申请号】CN201510582324
【发明人】李金山, 李力源, 贾晨露, 向林, 王军, 寇宏超
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月14日