[發明專利]提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的裝置及工藝

有效

• 申請號: 202210099436.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114480994B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 董福宇;周桂申;張悅;褚月鑫
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D1/78;C22C45/10
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

一種提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的裝置及工藝，本發明通過在特殊的預處理裝置中配制不同比例的氫氬、氫氧、氫氮混合氣，運用等離子電弧熔煉技術制備出Zr基非晶合金，并通過相應裝置對熔煉爐內氣體進行實時監測。并對Zr基非晶進行深冷循環，通過技術手段提升非晶合金能量，提高了能量區間，為完善金屬玻璃塑性變形理論提供更多直接的實驗數據。借助非晶合金處于熱力學數下的能量變化。為研究不同能量下非晶合金的結構、性能提供了新的工藝方案。

技術領域

本發明屬于采用預處理方法提高非晶合金的深冷循環誘導結構回春的技術領域，具體涉及一種采用預處理方法提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的裝置及工藝。

背景技術

塊體非晶合金具有高強度、高硬度、大彈性應變極限等優異的力學性能，是一種極具應用前景的先進金屬材料。

深冷循環處理是指在室溫和低溫之間循環進行的一種熱處理方法。相比較于其它增韌處理方法，深冷循環處理具有很多優點，例如:不破壞樣品、不會導致晶化、成本低、操作簡單、不受樣品尺寸限制等，被認為是一種很有效的增韌方法。

鑄態或已經發生部分結構弛豫的玻璃可以通過外部能量注入而使其結構恢復活力。此過程為物理老化的逆過程，可以激發出更加復雜的勢能景觀。非晶合金能量回復的“年輕化”過程可以稱為結構回春。近年來，因非晶合金回春的科學和工程意義重大而受到越來越多的關注?，F有研究中對于非晶合金使用單一深冷循環處理誘導結構回春存在上限，致使回春能力不足、回春效果不明顯。

發明內容

發明目的

本發明針對現有研究中非晶合金使用單一深冷循環處理誘導結構回春存在上限，致使回春能力不足、回春效果不明顯的技術問題，提供了一種采用預處理方法提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的裝置及工藝。

技術方案

提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的裝置，其特征在于：

該裝置的銅坩堝設于真空爐的底部，真空爐內設有鎢極，真空爐的一端通過管道連接三通切換球閥，三通切換球閥的入口為充氣口，充氣口連接混合氣罐，混合氣罐通過流量開關閥連接多個氣體瓶；三通切換球閥的出口連接壓力變送器的入口，壓力變送器出口連接取樣開關閥的入口，取樣開關閥的出口連接過濾器的入口，過濾器的出口有兩條路徑：一條通過過濾器連接三通型的氣體轉換閥的一端，氣體轉換閥的第二端連接標氣，氣體轉換閥的第三端連接樣氣分析儀的入口，樣氣分析儀的出口連接排氣閥的入口，排氣閥的出口連接調節閥的一端，調節閥的另一端通過氣泵連接三通切換閥的一端，三通切換閥的第二端連接真空爐，三通切換閥的第三端連接排氣口；過濾器出口的另一條路徑連接排污口。

所述多個氣體瓶包括：氫氣瓶、氬氣瓶、氮氣瓶和氧氣瓶，這些氣體通過混合氣罐進行混合，得到預設的氣體含量百分比，通過三通切換球閥進入真空爐中。

一種如上所述的提高Zr基非晶合金深冷循環誘導回春能力的工藝，其特征在于：在權利要求1的預處理裝置中配制不同比例的混合氣，運用等離子體電弧熔煉技術制備出Zr基非晶合金，并通過相應裝置對熔煉爐內氣體進行實時監測；最后通過深冷循環對進行預處理非晶合金以及未進行預處理的非晶合金在深冷循環處理下進行回春處理。

所用的Zr基非晶包括Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅、Zr₅₇Cu_15.4Ni_12.6Al₁₀Nb_5，成分均為原子百分比，原材料純度均大于99.9Wt％；工藝制作包括：將材料熔鑄成紐扣錠，之后通過吸鑄做成塊體非晶，之后在通過深冷循環處理，進而對組織及性能進行研究，得到深冷循環與結構回春的效果。