[發明專利]一種塊體鎂基非晶合金復合材料

無效

• 申請號: 201110280499.2
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102312177A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 司松海;司乃潮;張扣山;楊道清;齊寶林;白高鵬
• 申請（專利權）人: 鎮江憶諾唯記憶合金有限公司
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于非晶合金和復合材料技術領域，特指一種塊體鎂基非晶合金復合材料。

背景技術

在過去的幾年當中，塊體非晶合金引起了人們的廣泛關注，其主要原因是非晶合金作為高強度結構材料所表現出的應用潛力。然而，所有的非晶合金都面臨著同樣的一個問題，就是形變過程中高度局域化剪切帶的形成，導致這類材料幾乎沒有宏觀塑性形變便發生災難性斷裂，因此，作為結構材料的應用仍然受到挑戰。為了調整和改善非晶合金的綜合性能，以非晶合金為基的復合材料制備成為當前非晶合金研究的熱點。復合材料中的增強體的作用在于抑制局域剪切帶的萌生，并促進多重剪切帶的形成，與單一塊體非晶合金相比較，非晶合金復合材料已顯示出較大的壓縮塑性應變乃至拉伸塑性應變，或者使沖擊韌性得到改進。

對于Mg合金，Mg基塊體非晶很顯然可以作為重要途徑來解決其固有的缺點，即相比于鋼和鋁具有的低強度。通過達到非晶態，材料可以解決斷層問題，可以形成高強度低密度材料，即尤為特出的高強度。Mg合金的低成本以及易于循環利用的特性使得其應值得高度重視。自從第一次Mg基非晶(Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀原子百分比)出來后，人們就在為制備多元系的Mg基非晶系作出了巨大努力，并在塊體方面取得諸多成就。但是，和其它非晶合金一樣都存在延性差的缺點，在沒有發生明顯的塑性變形前即彈性區即發生了斷裂。實際上在對Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀非晶合金進行顯微硬度測試后，就發現試樣的顯微壓痕邊緣出現了裂紋，裂紋的寬度與壓痕的寬度相近，說明非晶態下合金的脆性較大。本發明開發出一種塊體鎂基非晶合金復合材料。

發明內容

本發明開發出一種塊體鎂基非晶合金復合材料，其特征為，用純度大于99.9％的高純Mg金屬塊作為原始材料，在氬氣保護下的水冷銅坩鍋中熔煉Cu-Al-Y中間合金，然后將Cu-Al-Y中間合金與高純Mg塊一起放入帶有氬氣保護的低碳鋼坩鍋中，在電阻爐中加熱至750℃，保溫2h，期間要定期輕搖坩鍋以使合金液均勻，然后澆注到事先烘干平板銅模中，制備出Mg₆₅Cu_25-xAl_xY₁₀(x＝2，5)非晶合金復合材料。用同樣的方法也制備出Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀非晶合金。

圖1為Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀非晶合金和Mg₆₅Cu_25-xAl_xY₁₀(x＝2，5)非晶合金復合材料2mm平板試樣的XRD檢測圖譜。從圖中可以看到，當x＝0時，試樣顯示了非晶合金特有的單一漫散射“饅頭峰”，沒有任何晶體相存在。當用Al元素部分替代Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀中的Cu元素后，在合金液快速凝固過程中出現了增強晶體相，如圖1中(b)、(c)所示，當加入不同含量的Al時，非晶合金衍射峰上疊加有晶體相對應的尖銳峰。

通過XRD分析可知，當Al含量為2％，及x＝2時，合金凝固過程中出現了初始析出相主要有CuMg₂、AlMg和AlCuY相；當Al含量進一步增加到5％時，出現的增強相發生了改變，主要是CuMg₂和Mg相，而沒有AlMg和AlCuY相的出現，說明增加Al元素后，改變了合金中組成元素間的相互作用。相比于Mg₆₅Cu₂₃Al₂Y₁₀合金體系，Mg₆₅Cu₂₀Al₅Y₁₀試樣的XRD圖譜可以更為明顯的看到增強晶體峰疊加在非晶“饅頭峰”上，為典型的非晶復合材料XRD曲線圖，即制備出了“Mg基非晶+增強晶體相”復合材料。