[发明专利]一系列Cu-Zr-Ti块体非晶合金及其制备工艺

说明书

本发明属于新材料领域，公开了一系列Cu‑Zr‑Ti块体非晶合金及其制备工艺。该系列Cu‑Zr‑Ti块体非晶合金是将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆和纯度为99.99wt%的钛在真空熔炼炉中熔炼，然后采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该系列Cu‑Zr‑Ti合金的化学成分为Cu_55.75Zr_37.5Ti_6.75、Cu_55.98Zr₃₇Ti_7.02、Cu_56.44Zr₃₆Ti_7.56、Cu_56.67Zr_35.5Ti_7.83、Cu_58.51Zr_31.5Ti_9.99，其玻璃转变温度为670.2~721.1K、开始晶化温度为747.2~760.1K、抗压强度为1614.3~1940.6MPa、塑性应变为1.3~2.5%、腐蚀电位为‑0.41~‑0.36V。

技术领域

技术领域本发明涉及一系列Cu-Zr-Ti块体非晶合金及其制备工艺。

背景技术

Cu-Zr-Ti三元合金体系是铜基非晶合金中非晶形成能力较强的合金系之一，其强度和硬度高以及马氏体转变而导致的加工硬化等特性而受到广泛关注，但其室温塑性差以及在氯离子环境下的耐点蚀能力差，限制了其工业应用范围。因此，如何设计出兼具好的室温塑性和耐氯离子点蚀能力的Cu-Zr-Ti块体非晶合金具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一系列Cu-Zr-Ti块体非晶合金及其制备工艺。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一系列Cu-Zr-Ti块体非晶合金，其特征在于，包括如下成分设计方法：选取二元共晶成分Cu₅₀Zr₅₀和Cu₇₃Ti₂₇，两者按不同的比例，即(Cu₅₀Ti₅₀)_x(Cu₇₃Zr₂₇)_y（x=0.63、0.71、0.72、0.74、0.75，y=0.25、0.26、0.28、0.29、0.37）配制而成；该系列铜基块体非晶合金的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆和纯度为99.99wt%的钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到4×10^-4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部的压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为3A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部的压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。

本发明制成的产品用X射线衍射仪（XRD）检测材料的非晶态，差热扫描量热计测量非晶合金的玻璃转变温度和开始晶化温度，万能电子试验机测量抗压强度和塑性，电化学工作站测量腐蚀性能。

本发明一系列Cu-Zr-Ti块体非晶合金的化学成分为Cu_55.75Zr_37.5Ti_6.75、Cu_55.98Zr₃₇Ti_7.02、Cu_56.44Zr₃₆Ti_7.56、Cu_56.67Zr_35.5Ti_7.83、Cu_58.51Zr_31.5Ti_9.99，其特征在于：其玻璃转变温度为670.2~721.1K、开始晶化温度为747.2~760.1K、抗压强度为1614.3~1940.6MPa、塑性应变为1.3~2.5%、腐蚀电位为-0.41~-0.36V。

具体实施方式