Please wait a minute...
金属学报  2008, Vol. 44 Issue (12): 1424-1430    
  论文 本期目录 | 过刊浏览 |
Ti-(Cu, Ni)-Sn合金形成金属玻璃的成分优化及其相关联的共晶反应
刘元帅;徐坚
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室
OPTIMIZED COMPOSITIONS OF Ti-(Cu, Ni)-Sn ALLOY FOR METALLIC GLASS FORMATION AND THEIR CORRELATION WITH EUTECTIC REACTION
LIU Yuanshuai; XU Jian
Shenyang National Laboratory for Materials Science; Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences
引用本文:

刘元帅 徐坚. Ti-(Cu, Ni)-Sn合金形成金属玻璃的成分优化及其相关联的共晶反应[J]. 金属学报, 2008, 44(12): 1424-1430.
, . OPTIMIZED COMPOSITIONS OF Ti-(Cu, Ni)-Sn ALLOY FOR METALLIC GLASS FORMATION AND THEIR CORRELATION WITH EUTECTIC REACTION[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(12): 1424-1430.

全文: PDF(8488 KB)  
摘要: 

采用“3D法”, 系统地研究了Ti-(Cu1-xNix)-Sn(0.20≤x≤0.30, 原子分数, 下同) 四元合金的玻璃 形成能力对成分变化的依赖性. 确定玻璃形成能力最佳的合金为Ti38Cu37.8Ni16.2Sn8,Cu模吸铸形成金属玻璃 棒材的临界直径接近1 mm.该金属玻璃的过冷液态温度区间宽度ΔTx为56 K, 约化玻璃转变温度T rg为0.57. 对电弧熔炼Ti38Cu37.8Ni16.2Sn8合金微观结构的研究表明,合金熔体的凝固主要经历伪二元共晶反应:L→ Ti5Sn3Cu+TiCuNi.

关键词 非晶态合金金属玻璃共晶反应钛合金    
Abstract

Adopting the “3D pinpointing approach”, compositional dependence of glass--forming ability (GFA) for Ti-(Cu1-xNix)-Sn (0.20≤x≤0.30, atomic fraction) quaternary alloys was systematically investigated. The alloy with the optimized GFA is located at Ti38Cu37.8Ni16.2Sn8. Its critical diameter for metallic glass formation is near 1.0 mm for the rods fabricated using Cu mold casting. This metallic glass exhibits the supercooled liquid region ΔTx of 56 K and the reduced glass transition temperature Trg of 0.57. By characterizing the microstructure of the arc-melted Ti38Cu37.8Ni16.2Sn8 alloy, it is indicated that solidification of the alloy melt undergoes a pseudo-binary eutectic reaction of L→Ti5Sn3Cu+TiCuNi.

Key wordsamorphous alloy    metallic glass    eutectic reaction    Ti alloy
收稿日期: 2008-03-26     
ZTFLH: 

TG139.8

 
基金资助:

973国家重点基础研究发展计划资助 2007CB613906;

[1]Johnson W L.MRS Bull,1999;24:42
[2]Inoue A.Acta Mater,2000;28:279
[3]Greet A L,Ma E.MRS Bull,2007;32:611
[4]Li Y,Poon S J,Shiflet G J,Xu J,Kim D H,L(?)ffler J F. MRS Bull,2007;32:624
[5]Kim Y C,Kim W T,Kim D H.Mater Sci Eng,2004; A375-377:127
[6]Men H,Pang S,Inoue A,Zhang T.Mater Trans,2005; 46:2218
[7]Kim K B,Das J,Wang X D,Zhang X,Eckert J,Yi S. Philos Mag Lett,2006;86:479
[8]Ohkubo T,Nagahama D,Mukai T,Hono K.J Mater Res, 2007;22:1406
[9]Qin F X,Wang X M,Kawashima A,Zhu S L,Kimura H, Inoue A.Mater Trans,2006;47:1934
[10]Guo F Q,Wang H J,Poon S J,Shiflet G J.Appl Phys Lett,2005;86:091907
[11]Duan G,Wiest A,Lind M L,Kahl A,Johnson W L.Scr Mater,2008:58:465
[12]Zhang Q S,Zhang W,Inoue A.Mater Trans,2007;48: 3031
[13]Jiang Q K,Wang X D,Nie X P,Zhang G Q,Ma H,Feeht H J,Bendnarcik J,Franz H,Lin Y G,Cao Q P,Jiang J Z.Acta Mater,2008;56:1785
[14]Dai C L,Guo H,Shen Y,Li Y,Ma E,Xu J.Scr Mater, 2006;54:1403
[15]Shen Y,Ma E,Xu J.d Mater Sci Technol,2008;24:149
[16]Ma H,Shi L L,Xu J,Li Y,Ma E.Appl Phys Lett,20051 87:181915
[17]Zheng Q,Xu J,Ma E.J Appl Phys,2007;102:113519
[18]Lu Z P,Liu C T,Thompson J R,Porter W D.Phys Rev Lett,2004;92:245503
[19]Ponnambalam V,Poon S J,Shiflet G J.J Mater Res,2004; 19:1320
[20]Shen J,Chen Q J,Sun F J,Fan H B,Wang G.Appl Phys Lett,2005;86:151907
[21]Zhang T,Inoue A.Mater Trans JIM,1998;39:1001
[22]Zhang T,Inoue A.Mater Sci Eng,2001;A304-306:771
[23]Ma C L,Ishihara S,Soejima H,Nishiyama N,Inoue A. Mater Trans,2004;45:1802
[24]Huang Y J,Shen J,Sun J F,Yu X B.J Alloys Compd, 2007;427:171
[25]Wang Y L,Ma E,Xu J.Philos Mag Lett,2008;88:319
[26]Ma H,Shi L L,Xu J,Li Y,Ma E.J Mater Res,2006;21: 2204
[27]Zheng Q,Ma H,Ma E,Xu J.Scr Mater,2006;55:541
[28]Zhang L,Zhuo M J,Xu J.J Mater Res,2008;23:688
[29]Zhang L,Ma E,Xu J.Intermetallics,2008;16:584
[30]Zhang Z X,Dai C L,Xu J.J Mater Sci Technol,2008;in press
[31]Lin X H,Johnson W L.J Appl Phys,1995;78:6514
[32]Massalski T B.Binary Alloy Phase Diagrams.2 Ed.,Met- als Park,OH:ASM International,1996:1495
[33]Louzguine D V,Katao H D,Louzguina L V,Inoue A.J Mater Res,2004;19:3600
[34]Chen H S.Acta Metall,1976;24:153
[35]Miracle D B.Nature Mater,2004;3:697
[36]Guo F Q,Poon S J,Shiflet G J.J Appl Phys,2004;97: 013512
[37]Wang A P,Wang J Q.J Mater Res,2007;22:1
[38]Schuster J C,Naka M,Shibayanagi T.J Alloys Compd, 2000;305:L1
[39]Niessen A K,de Boer F R,Boom R,de Chatel P F,Mat- tens W C M,Miedema A R.Calphad,1983;7:51
[40]Wang D,Tan H,Li Y.Acta Mater,2005;53:2969
[41]Dai C L,Deng J W,Zhang Z X,Xu J.J Mater Res,2008; 23:1249
[42]Dai C L,Guo H,Li Y,Xu J.J Non-Cryst Solids,2008; 354:3659
[1] 赵平平, 宋影伟, 董凯辉, 韩恩厚. 不同离子对TC4钛合金电化学腐蚀行为的协同作用机制[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 939-946.
[2] 张滨, 田达, 宋竹满, 张广平. 深潜器耐压壳用钛合金保载疲劳服役可靠性研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 713-726.
[3] 李述军, 侯文韬, 郝玉琳, 杨锐. 3D打印医用钛合金多孔材料力学性能研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 478-488.
[4] 朱智浩, 陈志鹏, 刘田雨, 张爽, 董闯, 王清. 基于不同 α / β 团簇式比例的Ti-Al-V合金的铸态组织和力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1581-1589.
[5] 王海峰, 张志明, 牛云松, 杨延格, 董志宏, 朱圣龙, 于良民, 王福会. 前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1355-1364.
[6] 崔振铎, 朱家民, 姜辉, 吴水林, 朱胜利. Ti及钛合金表面改性在生物医用领域的研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 837-856.
[7] 李细锋, 李天乐, 安大勇, 吴会平, 陈劼实, 陈军. 钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 473-485.
[8] 颜孟奇, 陈立全, 杨平, 黄利军, 佟健博, 李焕峰, 郭鹏达. 热变形参数对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 880-890.
[9] 戴进财, 闵小华, 周克松, 姚凯, 王伟强. 预变形与等温时效耦合作用下Ti-10Mo-1Fe/3Fe层状合金的力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 767-779.
[10] 张婷, 李仲杰, 许浩, 董安平, 杜大帆, 邢辉, 汪东红, 孙宝德. 激光沉积法制备Ti/TNTZO层状材料及其组织性能[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 757-766.
[11] 孙小钧, 何杰, 陈斌, 赵九洲, 江鸿翔, 张丽丽, 郝红日. Fe含量对Zr60Cu40-xFex相分离非晶合金组织结构、电阻性能和纳米压痕行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 675-683.
[12] 管鹏飞, 孙胜君. 金属玻璃结构及其失稳的原子层次研究[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 501-514.
[13] 曾桥石, 尹梓梁, 楼鸿波. 金属玻璃中的非晶多形态转变[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 491-500.
[14] 屈瑞涛, 王晓地, 吴少杰, 张哲峰. 金属玻璃的剪切带变形与断裂机制研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 453-472.
[15] 杨群, 彭思旭, 卜庆周, 于海滨. 非晶态Ni80P20合金的玻璃转变和过冷液体性质[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 553-558.