非晶態合金的彈性極限大、強度高、耐腐蝕性和耐磨性好[1~5],但是多數大塊非晶合金材料在室溫發生脆性斷裂,因為材料中高度局域化的剪切帶快速擴展
這種宏觀塑性或延性的缺乏,嚴重影響其工程應用[6~8]
為了解決這個問題,可在這類材料中引入晶態第二相成為非晶合金復合材料[9~14]
這種第二相阻礙主剪切帶的快速擴展而生成多重剪切帶,最終使其塑性提高[9,11,15]
在多種非晶復合材料中,原位生成的β增強相備受關注
在這種材料中枝晶相均勻地分布在非晶基體上,使其力學性能優異和制備過程變得容易[11]
通過形變誘發相變,可增強非晶復合材料的加工硬化能力[16~20]
向非晶復合材料中添加穩定β相元素可調節相變和枝晶相的大小與分布,從而調節其整體性能[9]
在TiZr基非晶復合材料中,能穩定β相的元素有兩類
一類是類金屬元素,如O、C、B、Si、P和Pb；另一類是金屬元素,如Fe、Ni、Sn、Ta、Nb、Y和Sc[21~23]
Oh等[19]添加Ta元素制備出β相和α相兩相混合結構的TiZr基非晶復合材料,在拉伸實驗中相變生成的α孿晶誘發了加工硬化能力
Liu等[24]添加Mo元素調節Ti-Zr-Cu-Ni-Be-Mo系合金的加工硬化行為和拉伸塑性,其非晶基體成分和β枝晶相體積分數都保持不變
本文用Nb元素穩定非晶復合材料Ti45.7Zr33Ni3Cu5.8Be12.5中的β相,研究Nb元素的添加對其力學性能的影響并分析其機理
1 實驗方法
實驗用材料：純度約為99.4%的工業海綿Zr、工業海綿Ti和純度約為99.9%的Cu、Ni、Nb和Be
使用電弧爐在高純度氬氣氣氛中熔煉(Ti45.7Zr33-Ni3Cu5.8Be12.5)(1-0.01 x)Nb x (x=0、2、4、6、8和10)合金錠,記為Nb0、Nb2、Nb4、Nb6、Nb8和Nb10
Zr和Nb元素具有高熔點和較大的固溶度,因此先將其用電弧熔化成母合金錠,然后將其余的元素Ti、Cu和Be添加其中重熔成合金錠
每種合金至少重熔4次以確?；瘜W成分均勻性
將合金錠放入透明的熔融石英管中進行二次熔煉
通過加壓的方式將熔融金屬注射到直徑為8 mm的銅模具中,快速冷卻制備成直徑8 mm的合金棒
使用Instron 5582萬能試驗機進行室溫單軸壓縮試驗,應變速率為5×10-4 s-1
試樣的尺寸為2
聲明：
“添加Nb元素對TiZr基非晶復合材料性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：張益銘,趙子彥,牟娟
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2025年08月05日 ~ 07日 
