[发明专利]Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用

权利要求书

1.一种Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：将Ti基非晶内生复合材料在低温服役环境中作为结构材料使用，所述Ti基非晶内生复合材料在室温条件下的微观组织特征为：具有形变诱发相变的内生亚稳β-Ti枝晶相分布于连续的非晶基体中；所述Ti基非晶内生复合材料在低温条件下表现出相对于室温时更高的强度和塑性。

2.根据权利要求1所述的Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：所述Ti基非晶内生复合材料中，Ti元素含量高于40at.％。

3.根据权利要求1所述的Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：所述Ti基非晶内生复合材料应用于低温条件时，随着温度的逐渐降低，材料的强度和拉伸塑性均逐渐增大；所述低温条件是指低于室温(25℃)且高于液氮温度(-196℃)。

4.根据权利要求1所述的Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：所述Ti基非晶内生复合材料在室温条件下的拉伸变形机制为：内生亚稳β-Ti枝晶相在应力作用下发生形变诱发马氏体相变，导致非晶内生复合材料发生宏观屈服；形变诱发马氏体相变过程中，不断产生的相界面和马氏体孪晶界导致内生枝晶相的硬化能力增加，使得非晶内生复合材料表现出优异的拉伸塑性和拉伸加工硬化能力。

5.根据权利要求4所述的Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：所述Ti基非晶内生复合材料在低温条件下的拉伸变形机制为：与室温拉伸变形机制相似，但在低温下，α″-Ti相与内生亚稳β-Ti相的自由能之差会更负，导致形变诱发马氏体相变的程度会更大，马氏体片层的尺寸更小，导致对拉伸塑性和加工硬化能力的贡献更大；另外，在低温下非晶基体中剪切转变区的激活能垒更高，导致其强度更高，进而导致非晶内生复合材料的强度提高。这是这种Ti基非晶内生复合材料在低温下具有相对于室温更高强度和拉伸塑性的微观变形机制。

6.根据权利要求4所述的Ti基非晶内生复合材料作为低温结构材料的应用，其特征在于：所述Ti基非晶内生复合材料按原子百分比的组成为Ti_47.4Zr₃₄Cu₆Be_12.6时，在低温条件下其形变诱发相变为β-Ti→α″-Ti，在低温下表现出同时提高的强度和塑性。