Ti基非晶复合材料的强韧化机理

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模吸铸法在真空及高纯氩气保护条件下制备了直径3 mm的(Ti0.5Ni0.48M0.02)80Cu20(M=Fe,Ce,Zr)合金,研究了Fe、Ce、Zr对合金凝固组织中形状记忆晶相析出的变化规律的影响,分析了该合金的室温力学行为与强韧化机理。研究发现,(Ti0.5Ni0.48M0.02)80Cu20(M=Fe,Ce,Zr)合金铸态结构均为非晶+形状记忆晶相(B2过冷奥氏体和B19’热致马氏体)的复合结构,其中M=Fe、Ce的合金B2相析出体积分数较多,M=Zr的合金B19’相析出体积分数较多。在室温压缩过程中,合金均表现出良好的综合力学性能,其中以M=Ce的合金性能最优,断裂强度,屈服强度,塑性应变分别达到2645 MPa,1150 MPa和12.2%。合金在受压应力断裂后,组织中奥氏体相体积分数减小,马氏体相体积分数增加,同时在屈服后均表现出强烈的加工硬化行为。加工硬化速率和瞬时加工硬化指数随真应变的变化分为3个阶段,合金内部在压应力的作用下B2向B19’相转变是合金强韧化的主要动力。M=Fe的合金加工硬化速率、平均加工硬化指数、瞬时加工硬化指数最大,加工硬化能力最强,M=Ce的合金次之,M=Zr的合金最弱。