深冷循环对TiNi增韧Zr基非晶合金复合材料组织和力学性能的影响

发布日期：2025-08-15 浏览次数：2217

块体非晶合金的室温脆性行为极大限制了其作为结构材料的应用。因此人们通过引入第二相开发了各种块体非晶合金复合材料(BMGCs) 。近年来，深冷循环处理(DCT)已被证实能够有效改善非晶合金室温塑性。但DCT对于非原位TiNi/BMGCs的影响尚未得到研究。由于TiNi合金的相结构会直接影响TiNi/BMGCs的室温力学性能，因此研究DCT对TiNi/BMGCs的影响具有重要意义，也为获得具有更高室温塑性的TiNi/BMGCs提供了可能性。

近日，华中科技大学龚攀等人联合松山湖材料实验室通过放电等离子烧结技术制备了非原位TiNi/BMGCs，随后将其进行DCT, 研究了DCT对TiNi/BMGCs微观组织、能力状态及室温力学性能的影响，并总结了其室温力学性能变化机制。相关研究成果以“深冷循环对TiNi增韧Zr基非晶合金复合材料组织和力学性能的影响”为题在《材料热处理学报》上发表。

研究人员通过放电等离子烧结技术制备了不同TiNi体积分数的TiNi/Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金复合材料，研究了深冷循环处理对其微观组织、能量状态和室温力学性能的影响。结果表明：深冷循环处理后，不同TiNi体积分数的TiNi/BMGCs中TiNi合金颗粒中的B2相含量都有所提高，导致了相变诱导塑性效应的增强，TiNi/BMGCs的弛豫焓也存在一定程度得增加，非晶合金基体发生回春；深冷循环处理后，TiNi颗粒相变诱导塑性效应的增强与非晶基体回春的共同作用有效改善了TiNi/BMGCs的室温塑性，当TiNi体积分数低于50%时，TiNi/BMGCs室温塑性均提高了50%以上，其中20%TiNi含量的TiNi/BMGCs室温塑性提高了70%以上;但是当TiNi体积分数达到50%时，由于大量的界面脱粘，界面问题成为制约TiNi/BMGCs塑性提升的关键因素，力学性能改善不明显。本研究不仅可以为非晶合金复合材料的设计提供更多的考量，也可能进一步推广DCT在复合材料工程中的应用。

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