形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料及其制备方法

摘要

形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料及其制备方法，按原子百分比计，该复合材料成分为(Ti_0.50Ni_0.50-yM_y)_100-xCu_x，其中：M为Fe、Co、Nb、Al、Zr、Si元素的一种或者几种，x=5~33，y=0~0.25，该成分具有一定形状记忆效应和高非晶形成能力，由非晶基体中原位析出塑性相-过冷奥氏体相增韧，利用形状记忆合金中过冷奥氏体在形变诱导下发生热弹性马氏体相变使非晶产生加工硬化这一特性对基体增强，该复合材料表现出优异的综合力学性能，压缩屈服强度为1000~1800MPa，断裂强度为1400~2800MPa，塑性变形为10%~20%，并表现出强烈的加工硬化。

主权项

一种形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料的制备方法，其步骤为：（1）配料：按原子百分比计，所述Ti基非晶复合材料的成分为：(Ti_0.50Ni_0.50‑yM_y)_100‑xCu_x，其中：M为Co或Zr元素，x=5~33，y=0~0.25，称取各组分；（2）熔炼制(Ti_0.50Ni_0.50‑yM_y)_100‑xCu_x母合金：将步骤（1）称得的所需原料放入真空高频电磁感应加热炉中；调节真空磁悬浮熔炼炉的真空度2×10^‑3～5×10^‑3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至0.1×10^‑3～0.8×10^‑3Pa熔炼，合金锭反复熔炼至少三次；（3）铜模吸铸法制备非晶复合材料试样：将步骤（2）制备的(Ti_0.50Ni_0.50‑yM_y)_100‑xCu_x母合金放入悬浮熔炼水冷坩埚中重熔，调节真空磁悬浮熔炼炉的真空度2×10^‑3～5×10^‑3Pa，然后充高纯氩气使真空室的真空度至0.1×10^‑3～0.8×10^‑3Pa；(4) 在感应电压5~10kV下熔炼时间1~3min后，通过负压铜模吸铸法将母合金吸铸成棒材；所述形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料为Ti基非晶合金和能够产生形变诱导相变的过冷奥氏体相B2‑TiNi以及马氏体相B19’‑TiNi复合而成；在制备方法中，通过合金的掺杂和成分调整获得不同体积分数过冷奥氏体相B2‑TiNi和马氏体相B19’‑TiNi，并具有强非晶形成能力；所述复合材料的压缩屈服强度为1000~1800MPa，断裂强度为1400~2800MPa，压缩应变为10%~20%，并表现出强烈的加工硬化。