含N的无Be无Ni高硬Zr基块体非晶合金及制备方法与流程

文档序号:12056939阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含N的无Be无Ni高硬度Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金的原子百分比表达式为ZraCubAcBdXeZfNg,其中,A为Hf或Ti;B为IIIA族元素;X为除Ni之外的VIII族或稀土元素中至少一种;Z为IB族和VB族元素中的至少一种,; a+b+c+d+e+f+g=100%,25≤a≤65at%,15≤b≤65 at%,5≤c≤15 at%,0≤d≤15 at%,0≤e≤15 at%,0≤f≤10 at%、 0.05≤g≤0.5 at%。

2.根据权利要求1所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金的原子百分比表达式为ZraCubAcBdXeZfNg,其中A为Hf和Ti中的一种;B为IIIA族元素;X为除Ni之外的VIII族或稀土元素中至少一种;Z为IB族和VB族元素中的至少一种; a+b+c+d+e+f+g=100%, 35≤a≤65 at%,15≤b≤30 at%,5≤c≤15 at%,6≤d≤15,0≤e≤15 at%,0≤f≤2 at%且 0.05≤g≤0.5 at%。

3.根据权利要求1所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金的原子百分比表达式为ZraCubAcXeNg,其中,其中A为Hf和Ti中的一种;X为除Ni之外的VIII族中至少一种;a+b+c+e+g=100%,28≤a≤35at%,55≤b≤65 at%,8≤c≤12 at%,0≤e≤5 at%且 0.05≤g≤0.5 at%。

4.根据权利要求1所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金的原子百分比表达式为ZraCubAcBdXeNg,其中A为Hf和Ti中的一种;B为IIIA族元素;X为除Ni之外的VIII族或稀土元素中至少一种;a+b+c+d+e+g=100%,35≤a≤65 at%,15≤b≤30 at%,5≤c≤15 at%,6≤d≤15 at%,0≤e≤15 at%且 0.05≤g≤0.5 at%。

5.根据权利要求1所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金:A为Hf,B为Al,X为Fe,Z为Nb,a=40.9,b=26,c=14,d=12,e=8,f=1且g=0.1,Zr40.9Cu26Hf14Al12Fe8Nb1N0.1合金能够形成大块非晶的临界尺寸不小于2mm,维氏硬度不小于561Hv。

6.根据权利要求3所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金:A为Ti,X为Fe,a=30,b=58.9,c=10,e=1,g=0.1,Zr30Cu58.9Ti10Fe1N0.1合金能够形成大块非晶的临界尺寸不小于4mm,维氏硬度不小于551Hv。

7.根据权利要求4所述的Zr基块体非晶合金,其特征在于,该Zr基块体非晶合金:A为Hf,B为Al,X为Fe,a=41.9,b=26,c=14,d=12,e=8且g=0.1,Zr41.9Cu26Hf14Al12Fe8N0.1合金能够形成大块非晶的临界尺寸不小于4mm,维氏硬度不小于561Hv。

8.一种制备如权利要求1-7任意一项所述的Zr基块体非晶合金的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

步骤1.以纯度为99.0wt%-99.99wt%的金属原料按照表达式的原子百分比换算成质量,其中N元素以粉体或块体氮化物的方式加入;

步骤2.将步骤1中的原料表面氧化皮去除,并使用工业乙醇清洗原料,并按各自所需质量称取;

步骤3.将步骤2处理后的金属原料先按熔点高低顺序依次堆放在非自耗真空电弧炉或冷坩埚悬浮炉里,然后将其中氮化物放置在金属原料的中间,确认无误后进行熔炼再引弧熔炼;待母合金充分熔炼均匀后,使用真空吸铸设备,最后将合金吸铸到不同尺寸的水冷铜模中,获得Zr基块体非晶合。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述Zr基块体非晶合的临界尺寸不小于2mm;维氏硬度高于540Hv。

10.一种如权利要求8所述的制备方法制备的Zr基块体非晶合金应用于小型精密耐磨铸件和生物材料领域。

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