一种轻量非晶合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻量非晶合金，所述非晶合金组成为Ti

【技术实现步骤摘要】
一种轻量非晶合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于非晶态合金制造
，具体涉及一种轻量非晶合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]非晶态合金与晶态合金一样，都是多组元的合金体系，但是与晶态合金中原子的周期性排列不同，在非晶态合金中，原子的排列不具有长程有序的特点，而仅在单个原子的附近具有一定程度的短程有序。非晶态合金独特的原子排列结构使得它具有显著区别于晶态合金的物理、化学和力学行为，例如具有高强度、高弹性、耐腐蚀、热成型性能好等特点，这使得非晶态合金具有广阔的应用前景。近年来，受益于国内外科研机构和领头企业在非晶合金领域的深耕，已经有许多不同体系的非晶态合金在不同的应用领域得到了大量的使用和认可，尤其是在综合高强度和高弹性的应用领域，非晶合金以优于其他材料的综合性能得以取代常用的工程塑料、铝合金等常用材料。
[0003]现有技术中，锆基体系的非晶合金在3C电子领域，以精密构件和支撑构件的形态，已经占有了一定的市场。受限于非晶合金组成以及加工成型工艺，非晶合金材料的使用仍旧不能如同不锈钢、铝合金一样普及，究其原因除了非晶合金是一种仍待开发的新型材料之外，和非晶应用领域中的实际需求有关。非晶合金是一种及其适用于精密型构件的材料，不仅因为其强度和力学性能非常优异，还因为非晶合金材料在成型过程中流动性好、成型温度低，能够利用压铸等常用的热加工方式近终成型。所以非晶合金材料是精密设备中的精密结构件材料的上上之选。然而随着电子科技的不断进步，智能设备等精密设备越来越往小型化、轻薄化发展，现有技术中以锆基为主体的非晶合金密度往往在6.8~7.6g/cm3范围内，与设计端所期望的低密度的要求还存在一定差异。
[0004]现有技术中对锆基非晶的轻量型体系开发也是非晶合金体系开发的热门选择，但是以锆基为主体的非晶体系中，很难做到密度低于6.5g/cm3同时还能保证非晶合金的非晶成形能力的体系组分。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种轻量化的非晶合金，旨在解决现有技术中存在的非晶合金密度高和成形能力低的技术问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供了一种轻量非晶合金，所述非晶合金组成为Ti
a
Zr
b
Be
c
Ni
d
Cu
e
Y
f
，其中a、b、c、d、e、f为合金元素的原子比；各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤45，18≤b≤40，15≤c≤40，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。
[0007]进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为40≤a≤45，18≤b≤22，15≤c≤19，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。
[0008]进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤35，28≤b≤32，20≤c≤
35，6≤d≤8，5≤e≤6，0.5≤f≤1。
[0009]进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤30，18≤b≤22，36≤c≤40，9.5≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。
[0010]本专利技术的专利技术人采用相对轻质的Ti
‑
Zr
‑
Be三元合金体系作为合金组分设计的基础。Ti
‑
Zr
‑
Be三元合金体系存在熔化后难融合、非晶形成能力低下、熔融冷却后的合金极易脆裂的实际问题，无法用于生产制造。
[0011]进一步地，本专利技术的专利技术人通过探讨合金组元数与玻璃转化温度、液相温度、约化转变温度、脆值的相关性发现，非晶合金的组元数越高，相对应的约化转变温度越大，而脆值越小，也就是可以认为组元数与玻璃形成能力正相关。但是当组元数过多、合金熔液熵值过高时，会产生组分难以互熔、低密度组分（Be）烧损严重、母合金在熔炼过程中产生的炉渣过多的问题。所以在本专利技术中，专利技术人严控所添加的合金组分以及组分数量，利用Ni、Cu元素与Ti
‑
Zr
‑
Be良好的互融特性，且能保证制备得到的非晶合金的强度和韧性，利用Y元素的除氧特性，尽可能消除氧元素在熔炼过程中带来的影响。
[0012]同时，本专利技术中严控组元的选择及原子百分比。从动力学的角度来数，多组元的非晶合金具备堆叠更密集的原子结构，处于更加稳定的状态，在凝固过程中，晶体形核率和生长率受到更大程度的抑制，因此能够论证组元数越大，非晶合金在急速冷却的过程中晶化的困难程度增大，从而表现出更优异的玻璃形成能力。但是从实际的生产制造中，受限于现有冷却技术与制造成本，急速冷却难以在非晶成型制造中批量化推广。为了在非晶形成能力与非晶批量化制造工艺之间做个平衡，选择合适的非晶组分及原子百分比是非常重要的。进一步地，非晶的组元数再大，但如果组元原子尺寸之间无太大差异，那么多组元便和单质或者二元合金体系具备相似的原子结构，这种情况下，增加非晶合金组元没有太大的价值。本专利技术中的非晶合金组分及组分原子百分比正是在严格控制组元数、组元原子尺寸差异、熔炼工艺难度、批量生产工艺难度之间所采取的最优平衡选择。
[0013]优选本专利技术中的非晶合金的组成及成分，所述非晶合金的组成为Ti25.00Zr40.00Be21.00Ni8.00Cu5.00Y1.00、Ti26.00Zr21.00Be40.00Ni6.00Cu5.00Y2.00、Ti31.00Zr24.50Be32.00Ni7.00Cu5.00Y0.50、Ti34.00Zr34.00Be15.00Ni10.00Cu6.00Y1.00 、Ti36.00Zr30.00Be19.00Ni8.00Cu6.00Y1.00、Ti38.00Zr26.00Be19.00Ni8.00Cu8.00Y1.00、Ti40.00Zr20.00Be21.00Ni9.00Cu8.00Y2.00、 Ti42.00Zr25.00Be18.10Ni8.50Cu5.00Y1.40、Ti44.00Zr21.00Be19.20Ni9.50Cu5.00Y1.30、Ti45.00Zr18.00Be20.20Ni8.00Cu6.80Y2.00、Ti40.00Zr22.00Be19.00Ni10.00Cu8.00Y1.70、Ti40.30Zr21.00Be18.00Ni10.00Cu8.00Y2.00Ti40.55Zr21.95Be19.00Ni9.50Cu8.00Y1.00、Ti42.20Zr22.00Be18.90Ni8.00Cu8.00Y0.90、Ti42.30Zr22.00Be18.80Ni9.00Cu7.00Y0.90、Ti42.60Zr22.00Be17.60Ni9.00Cu7.00Y1.80、Ti42.00Zr19.70Be18.80Ni10.00Cu8.00Y1.50、Ti42.50Zr22.00Be18.30Ni9.00Cu7.00Y1.20、Ti42.90Zr21.00Be18.00Ni8.50Cu7.60Y2.00、Ti43本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量非晶合金，其特征在于，所述非晶合金组成为Ti
a
Zr
b
Be
c
Ni
d
Cu
e
Y
f
，其中a、b、c、d、e、f为合金元素的原子比；各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤45，18≤b≤40，15≤c≤40，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。2.根据权利要求1所述的非晶合金，其特征在于，各元素组分的原子百分比取值范围为40≤a≤45，18≤b≤22，15≤c≤19，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。3.根据权利要求1所述的非晶合金，其特征在于，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤35，28≤b≤32，20≤c≤35，6≤d≤8，5≤e≤6，0.5≤f≤1。4.根据权利要求1所述的非晶合金，其特征在于，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤30，18≤b≤22，36≤c≤40，9.5≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。5.根据权利要求1所述的非晶合金，其特征在于，所述非晶合金的组成为Ti25.00Zr40.00Be21.00Ni8.00Cu5.00Y1.00、Ti26.00Zr21.00Be40.00Ni6.00Cu5.00Y2.00、Ti31.00Zr24.50Be32.00Ni7.00Cu5.00Y0.50、Ti34.00Zr34.00Be15.00Ni10.00Cu6.00Y1.00 、Ti36.00Zr30.00Be19.00Ni8.00Cu6.00Y1.00、Ti38.00Zr26.00Be19.00Ni8.00Cu8.00Y1.00、Ti40.00Zr20.00Be21.00Ni9.00Cu8.00Y2.00、 Ti42.00Zr25.00Be18.10Ni8.50Cu5.00Y1.40、Ti44.00Zr21.00Be19.20Ni9.50Cu5.00Y1.30、Ti45.00Zr18.00Be20.20Ni8.00Cu6.80Y2.00、Ti40.00Zr22.00Be19.00Ni10.00Cu8.00Y1.70、Ti40.30Zr21.00Be18.00Ni10.00Cu8.00Y2.00、Ti40.55Zr21.95Be19.00Ni9.50Cu8.00Y1.00、Ti42.20Zr22.00Be18.90Ni8.00Cu8.00Y0.90、Ti42.30Zr22.00Be18.80Ni9.00Cu7.00Y0.90、Ti42.60Zr22.00Be17.60Ni9.00Cu7.00Y1.80、Ti42.00Zr19.70Be18.80Ni10.00Cu8.00Y1.50、Ti42.50Zr22.00Be18.30Ni9.00Cu7.00Y1.20、Ti42.90Zr21.00Be18.00Ni8.50Cu7.60Y2.00、Ti43.30Zr22.00Be15.00Ni10.00Cu8.00Y1.70、Ti43.60Zr21.00Be17.00Ni9.90Cu8.00Y0.50、Ti43.60Zr20.00Be17.10Ni10.00Cu8.00Y1.30、Ti43.80Zr20.50Be16.20Ni10.00Cu8.00Y1.50、Ti44.00Zr22.00Be16.00Ni9.00Cu8.00Y1.00、Ti44.60Zr22.00Be15.80Ni8.60Cu7.00Y2.00、Ti45.00Zr18.00Be18.00Ni10.00Cu8.00Y1.00、Ti25.00Zr32.00Be30.00Ni6.00Cu6.00Y1.00、Ti25.40Zr30.00Be32.00Ni6.10Cu6.00Y0.50、Ti25.80Zr28.00Be34.50Ni6.00Cu5.00Y0.70、Ti26.00Zr31.00Be29.00Ni7.00Cu6.00Y1.00、Ti26.70Zr29.50Be30.60Ni7.20Cu5.00Y1.00、Ti27.40Zr30.00Be30.10Ni6.50Cu5.50Y0.50、Ti27.90Zr31.00Be28.10Ni7.00Cu5.40Y0.60、Ti28.00Zr30.00Be28.20Ni7.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宽，许夕，王玮，
申请(专利权)人：东莞市逸昊金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：