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深冷循環(huán)對(duì)TiNi增韌Zr基非晶合金復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2025-08-15  瀏覽次數(shù)：2258
塊體非晶合金的室溫脆性行為極大限制了其作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。因此人們通過引入第二相開發(fā)了各種塊體非晶合金復(fù)合材料(BMGCs) 。近年來，深冷循環(huán)處理(DCT)已被證實(shí)能夠有效改善非晶合金室溫塑性 。但DCT對(duì)于非原位TiNi/BMGCs的影響尚未得到研究。由于TiNi合金的相結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響TiNi/BMGCs的室溫力學(xué)性能，因此研究DCT對(duì)TiNi/BMGCs的影響具有重要意義，也為獲得具有更高室溫塑性的TiNi/BMGCs提供了可能性。

近日，華中科技大學(xué)龔攀等人聯(lián)合松山湖材料實(shí)驗(yàn)室通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了非原位TiNi/BMGCs，隨后將其進(jìn)行DCT, 研究了DCT對(duì)TiNi/BMGCs微觀組織、能力狀態(tài)及室溫力學(xué)性能的影響，并總結(jié)了其室溫力學(xué)性能變化機(jī)制。相關(guān)研究成果以“深冷循環(huán)對(duì)TiNi增韌Zr基非晶合金復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響”為題在《材料熱處理學(xué)報(bào)》上發(fā)表。

研究人員通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了不同TiNi體積分?jǐn)?shù)的TiNi/Zr55Cu30Al10Ni5塊體非晶合金復(fù)合材料，研究了深冷循環(huán)處理對(duì)其微觀組織、能量狀態(tài)和室溫力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：深冷循環(huán)處理后，不同TiNi體積分?jǐn)?shù)的TiNi/BMGCs中TiNi合金顆粒中的B2相含量都有所提高，導(dǎo)致了相變誘導(dǎo)塑性效應(yīng)的增強(qiáng)，TiNi/BMGCs的弛豫焓也存在一定程度得增加，非晶合金基體發(fā)生回春；深冷循環(huán)處理后，TiNi顆粒相變誘導(dǎo)塑性效應(yīng)的增強(qiáng)與非晶基體回春的共同作用有效改善了TiNi/BMGCs的室溫塑性，當(dāng)TiNi體積分?jǐn)?shù)低于50%時(shí)，TiNi/BMGCs室溫塑性均提高了50%以上，其中20%TiNi含量的TiNi/BMGCs室溫塑性提高了70%以上;但是當(dāng)TiNi體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)，由于大量的界面脫粘，界面問題成為制約TiNi/BMGCs塑性提升的關(guān)鍵因素，力學(xué)性能改善不明顯。本研究不僅可以為非晶合金復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供更多的考量，也可能進(jìn)一步推廣DCT在復(fù)合材料工程中的應(yīng)用。



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