一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，其特征在于，包括：A)第一次迭代按照

A method of using iterative thinking to prepare beta type amorphous endogenetic Composites

The present invention provides a method for preparing beta type amorphous endogenetic composites by using an iterative idea, which is characterized by the first iteration of A).

【技术实现步骤摘要】
一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法
本专利技术涉及Ti/Zr基非晶合金及其内生复合材料领域，尤其是涉及一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法。
技术介绍
目前已经开发了许多具有较高玻璃形成能力(玻璃形成临近尺寸大于4mm)的Ti基或者Zr基非晶合金，这些非晶合金具有高强度、高硬度和大弹性极限等优异的性能，但这些材料没有宏观拉伸塑性，这极大地限制了这类材料的应用。国内外研究人员通过向Ti/Zr基非晶合金中添加β相稳定元素，如Nb、Ta和V等，通过在凝固过程中析出初生β相，开发了具有内生β相的Ti/Zr基非晶复合材料(β-型非晶内生复合材料)，该类型非晶内生复合材料表现出优良的拉伸塑性。然而，通过这种方法开发的内生β相非晶复合材料具有以下两方面的缺点：第一、前期开发的具有较高玻璃形成能力的Ti/Zr基非晶合金都是在实验中反复摸索发现的，高合金成分往往是在附近成分范围中具有最高的玻璃形成能力。通过向Ti/Zr基非晶合金中添加Nb和V等元素析出β相，这导致非晶基体的成分与初始Ti/Zr基非晶合金的成分明显不同，这往往降低了非晶基体的玻璃形成能力。第二通过向Ti/Zr基非晶合金中添加β相稳定元素，会导致析出的β相固溶了大量β相稳定元素。稳定的β相在塑性变形过程中的变形机制为位错滑移，而位错纠缠和塞积对材料的加工硬化能力贡献有限，不能够弥补非晶基体的剪切软化，导致这类材料大都表现出拉伸加工软化的现象。这两方面原因，限制了内生β相非晶复合材料的发展和应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，本专利技术制备的β型非晶内生复合材料保留玻璃形成能力的同时具有良好的塑性。本专利技术提供了一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，其特征在于，包括：A)第一次迭代按照来设计β型非晶内生复合材料成分，Xm可取为50％。熔炼浇铸所述设计的合金成分，检验合金的铸态微观组织，确定β相的分布形态，并测定β相的成分，记为式中：为第一次迭代的非晶内生复合材料成分，为第一次迭代的复合材料中β相成分，CG为具有玻璃形成能力的Ti/Zr基非晶合金，其中Xm为设计的β相摩尔分数，为TixZry，且成分CG中Ti和Zr的原子百分比为x:y；B)继续迭代至与之间的差异小于3％，得到β型非晶内生复合材料，其中i为迭代次数，取值为2以上的整数，具体为：按照的方式来设计非晶内生复合材料成分，熔炼浇铸所述设计的合金成分，测定合金中β相的成分式中：为第i次迭代的非晶内生复合材料成分，为第i次迭代的复合材料中β相成分。优选的，继续迭代至与之间的差异小于3％之后还包括步骤C)：基体晶化为多种金属间化合物相，通过加速冷却保证凝固过程中剩余液相冻结为非晶合金基体制备得到β型非晶内生复合材料。优选的，所述CG中Ti和Zr组元的原子百分比总共不低于40％；x+y＝100。优选的，步骤B)所述浇铸非晶合金形成临近直径不低于4mm，合金中不含Au、Ag、Pt或Pd。优选的，步骤B)所述浇铸非晶合金形成临近直径为4mm～50mm。优选的，步骤B)所述浇铸的冷却速率为1-103K/s，即对应铜模浇铸直径为2mm至63mm。优选的，步骤A)确定初生β相是否存在的方法具体为：在电镜或者光镜下，初生β相呈现孤立的枝晶状者熟化的枝晶状。优选的，所述β相占所述非晶内生复合材料的摩尔分数为30％～80％。优选的，所述制备得到的内生β相非晶复合材料包括Zr56.9±3Ti18.8±2Cu7.4±1Ni5.7±1Be11.3±1(at.％)。优选的，所述CG包括Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(at.％)或Ti45.7Zr33Cu5.8Ni3Be12.5(at.％)。与现有技术相比，本专利技术提供了一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，其特征在于，包括：A)第一次迭代按照来设计β型非晶内生复合材料成分，熔炼浇铸所述设计的合金成分，检验合金的铸态微观组织，确定β相的分布形态，并测定β相的成分，记为式中：为第一次迭代的非晶内生复合材料成分，为第一次迭代的复合材料中β相成分，CG为具有玻璃形成能力的Ti/Zr基非晶合金，其中，为TixZry，且成分CG中Ti和Zr的原子百分比为x:y；B)继续迭代至与之间的差异小于3％，得到β型非晶内生复合材料，其中i为迭代次数，取值为2以上的整数，具体为：按照的方式来设计非晶内生复合材料成分，熔炼浇铸所述设计的合金成分，测定合金中β相的成分式中：为第i次迭代的非晶内生复合材料成分，为第i次迭代的复合材料中β相成分。本专利技术的所述的方法利用了“迭代思想”，保证了开发出的内生β相非晶复合材料的基体成分接近初始Ti/Zr非晶合金，保留了高玻璃形成能力；同时在开发β-型非晶内生复合材料过程中，不需要添加β相稳定元素，使得最终开发的β-型非晶内生复合材料中β相更可能是亚稳的，为非晶内生复合材料性能优化提供更多的调控空间，同时本专利技术制备的β型非晶内生复合材料保留玻璃形成能力的同时具有良好的塑性。附图说明图1本专利技术本专利技术其中一个具体实施例所述的迭代法开发内生β相非晶复合材料的步骤示意图；图2本专利技术迭代法开发内生β相非晶复合材料的原理示意图；图3为本专利技术实施例1铜模吸铸第一次迭代“0.5×Ti80Zr20+0.5×Ti45.7Zr11.4Cu39.3Sn3.6”合金直径2mm圆棒的X射线谱(a)和微观组织(b)；图4为本专利技术实施例2铜模吸铸第二次迭代“0.5×Ti75.3Zr10.8Cu11.3Sn2.6+0.5×Ti45.7Zr11.4Cu39.3Sn3.6”合金直径2mm圆棒的X射线谱(a)和微观组织(b)；图5本专利技术实施例3铜模吸铸第一次迭代“0.5×Zr74.9Ti25.1+0.5×Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit.1)”合金直径6mm圆棒的X射线谱(a)和微观组织(b)；图6本专利技术实施例4铜模吸铸第二次迭代“0.5×Zr72.7Ti23.8Cu2.2Ni1.3+0.5×Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit.1)”合金直径6mm圆棒的X射线谱(a)和微观组织(b)；图7本专利技术实施例4Vit.1合金与铜模吸铸第二次迭代“0.5×Zr72.7Ti23.8Cu2.2Ni1.3+0.5×Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit.1)”非晶内生复合材料的压缩性能曲线；图8(a)为本专利技术实施例5第一次迭代“0.45×Ti61.5Zr36.4Cu2.1+(1-0.45)×Ti32.8Zr30.2Cu9Fe5.3Be22.7”直接凝固100g合金锭的微观形貌；(b)为本专利技术实施例6第二次迭代后“0.45×Ti59.7Zr36.6Cu2.3Fe1.3+(1-0.45)×Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5”直接凝固100g合金锭的微观形貌。具体实施方式本专利技术提供了一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，其特征在于，包括：A)第一次迭代按照

【技术特征摘要】
1.一种利用迭代思想制备β型非晶内生复合材料的方法，其特征在于，包括：A)第一次迭代按照来设计β型非晶内生复合材料成分，熔炼浇铸所述设计的合金成分，检验合金的铸态微观组织，确定β相的分布形态，并测定β相的成分，记为式中：为第一次迭代的非晶内生复合材料成分，为第一次迭代的复合材料中β相成分，CG为具有玻璃形成能力的Ti/Zr基非晶合金，Xm为设计的β相摩尔分数；其中，为TixZry，且成分CG中Ti和Zr的原子百分比为x:y；B)继续迭代至与之间的差异小于3％，得到β型非晶内生复合材料，其中i为迭代次数，取值为1以上的整数，具体为：按照的方式来设计非晶内生复合材料成分，熔炼浇铸所述设计的合金成分，测定合金中β相的成分式中：为第i次迭代的非晶内生复合材料成分，为第i次迭代的复合材料中β相成分；C)若与之间的差异小于3％，得到β型非晶内生复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，继续迭代至与之间的差异小于3％之后还包括基体晶化为多种金属间化合物相，则通过加速冷却保证凝固过程中剩余液相冻结为非晶合金基体制备得到β型非晶内生复合材料。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CG中Ti和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫荣，李扬德，张龙，张海峰，付华荫，庞栋，孙丽娟，唐冬娥，
申请(专利权)人：东莞宜安科技股份有限公司，东莞市镁安镁业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44