[發明專利]一種同時提高塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的方法

在審

• 申請號: 202211485994.1
• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN115807199A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 黎明燦;燕才敏;馬旭;王旭陽
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C22F1/00
• 分類號: C22F1/00;C22C1/11;C22C33/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 呂永齊

本發明涉及非晶合金復合材料技術領域，提供了一種同時提高塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的方法。本發明將包含非晶相和亞穩態B2相的塊體非晶合金復合材料進行冷熱循環處理，冷熱循環處理包括循環進行熱處理和冷處理；所述熱處理的溫度為所述塊體非晶復合材料的T_g的40％～62％，所述冷處理的溫度為77.15K；所述冷熱循環處理的循環次數≥10次。本發明提供的方法能夠將合金中部分亞穩態B2相轉變為穩定態的馬氏體相提升合金的屈服強度，并且能夠增加非晶基體內原子結構的無序度，獲得回春態的非晶相，促進樣品變形過程中剪切帶的形核、增殖與交互作用，從而提高復合材料的塑性，實現屈服強度和塑性變形能力的同步提升。

技術領域

本發明涉及非晶合金復合材料技術領域，尤其涉及一種同時提高塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的方法。

背景技術

非晶合金與傳統晶態合金不同，其內部原子排列方式呈現出短程有序而長程無序，不存在晶粒、晶界、位錯以及層錯等晶體缺陷，這種獨特的原子排列方式，使非晶合金相比于傳統晶態合金具有更高的斷裂強度和彈性極限，進而在國防、航空航天等高科技領域展現出誘人的應用前景。然而，由于內部缺失塑性變形載體，導致這類合金在外力作用下往往會表現出毫無征兆的突然斷裂，嚴重制約了非晶合金的工程應用。

為了改善非晶合金的塑性，現有技術多從從合金成分、能量狀態等方面進行改進。其中，制備含有亞穩B2相的塊體非晶復合材料是一種比較典型的、能夠有效改善非晶合金塑性變形的方法。該類塊體非晶復合材料在外力誘導的變形過程中可以發生由立方B2相向單斜B19'相的馬氏體轉變，從而顯著提升塊體非晶復合材料的塑性變形能力，并展示出優異的形變硬化特征。然而，該類塊體非晶復合材料在獲得良好塑性的同時，其屈服強度會出現明顯降低，嚴重影響該類材料的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種同時提高塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的方法。本發明提供的方法可以實現含有亞穩B2相的塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的同時提升。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種同時提高塊體非晶合金復合材料屈服強度和塑性的方法，包括以下步驟：

將塊體非晶合金復合材料進行冷熱循環處理；

所述塊體非晶合金復合材料的內部相結構包括非晶相和亞穩態B2相；

所述冷熱循環處理包括循環進行熱處理和冷處理；所述熱處理的溫度為所述塊體非晶復合材料的T_g的40％～62％，所述冷處理的溫度為77.15K；所述冷熱循環處理的循環次數≥10次。

優選的，所述冷熱循環處理的循環次數為10～20次。

優選的，單次所述熱處理的保溫時間為1～5min。

優選的，單次所述冷處理的保溫時間為1～5min。

優選的，所述塊體非晶合金復合材料包括Cu-Zr-Al系列塊體非晶合金復合材料。

優選的，所述Cu-Zr-Al系列塊體非晶合金復合材料為Cu₄₈Zr₄₈Al₄塊體非晶合金復合材料，所述熱處理的溫為360K～420K。

優選的，所述塊體非晶復合材料的形狀為圓柱體或立方體。

優選的，所述圓柱體的底面直徑為3～5mm，所述立方體的底面邊長獨立地為3～5mm。

本發明還提供了一種非晶合金復合材料，由上述技術方案所述方法處理后得到，所述非晶合金復合材料的內部相結構包括回春態非晶相、亞穩態B2相和穩定態馬氏體相。