兩步合金化策略實現鈦基塊體非晶合金中的超高比強度和非晶形成能力提升
發布日期:2024-11-20 瀏覽次數:
2527
鈦基塊體非晶合金因其高比強度而廣受關注。然而,比強度和非晶形成能力之間的沖突限制了鈦基塊體非晶合金的實際應用。通常,Cu、Ni、Co、Ag等重元素的加入有利于鈦基非晶合金形成能力的提升,但顯著的密度提升會損害合金的比強度優勢。基于此,清華大學材料學院的姚可夫教授課題組采用一種兩步合金化策略成功制備了具有超高比強度的厘米級鈦基非晶合金。通過在Ti-Zr-Be三元系中依次加入Al和Fe元素進行合金化,Al和Fe的兩步強化效果有效抵消了Fe合金化帶來的密度提升效應,從而實現了鈦基非晶合金比強度的突破。相關研究成果以“Achieving ultrahigh specific strength and enhanced GFA in Ti-based bulk metallic glasses via a two-step alloying strategy”為題在Rare Metals上發表。
研究人員研究設計了一種兩步合金化策略,有效抑制了為提升非晶形成能力而添加的重元素所帶來的顯著密度提升效應。基于Ti-Zr-Be三元非晶合金,通過依次添加Al和Fe元素進行兩步合金化,實現了比強度和非晶形成能力的同時提升。由此,制備得到了一系列具有超高比強度的厘米級鈦基非晶合金。Al和Fe元素都能起到強化作用,然而,Al元素基本不引起密度的增加,而Fe的加入使合金密度顯著增大。用Al和Fe合金化產生的兩步強化效果去抵消Fe的加入引起的密度增大,從而使得合金的比強度顯著提升。同時,第二步合金化選擇電負性較大的Fe元素,有效增大了體系的等效電負性差,提升了合金的非晶形成能力。其中,新開發的(Ti45Zr20Be31Al4)94Fe6非晶合金創造了鈦基非晶合金比強度的新紀錄。通過兩步合金化制備了Ti-Zr-Be-Al-Fe非晶合金體系,該體系具有超高的比強度和較強的非晶形成能力。其中,TY6合金的比強度達到了4.65×105N·m·kg-1,為鈦基非晶合金之最,將紀錄值提高了3.1%。同時,TY6合金的臨界尺寸達到10mm,實現了鈦基非晶合金比強度和非晶形成能力的最佳平衡。本研究的成果進一步拓寬了鈦基非晶合金作為輕質結構材料的應用前景。
特別提示:本信息由相關企業自行提供,真實性未證實,僅供參考。請謹慎采用,風險自負。
[ 市場動態搜索 ]
[ ]
[ 告訴好友 ]
[ 打印本文 ]
[ 關閉窗口 ]