一种块体钛基非晶合金
阅读：1040发布：2020-07-03
专利汇可以提供一种块体钛基非晶合金专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为非晶态 合金 领域，它提供了一种 钛 基 块 体非晶态合金，其化学成分( 原子 个数％)为：TE1(a)TL1(b)TE2(c)TL2(d)。其中，TE1＝Ti；TL1＝Cu；TE2＝Zr；TL2＝Fe，Co，Pd，Pt，Ir；45≤a≤50，45≤b≤47.5，2.5≤c≤7.5，1.5≤d≤5；本发明的生产方法是先用 真空 电弧 炉熔炼 母合金 ，然后将母合金置于快速 凝固 装置的 感应炉 中 熔化 ，熔化后喷铸到 铜 模中形成非晶态合金棒。这些合金不仅具有较高的非晶形成能 力 ，较高的钛含量，较低的 密度 ，合金成分简单，不含有毒元素，又同时具有高强度，高韧性以及耐蚀性，易于生产，可广泛应用于结构材料、 生物 材料 、医疗器械等方面。，下面是一种块体钛基非晶合金专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种主要应用于结构材料、生物材料、医疗器械的新型块体钛 基非晶合金。
背景技术
块体Ti基非晶合金由于具有较高的断裂强度，较低的密度，优良的耐腐 蚀性能和较低的成本在结构材料和生物材料方面有广阔的应用前景，因此受到 人们广泛的关注和研究。虽然，人们已经在Ti-Cu-Ni-Zr-Sn、Ti-Cu-Ni-Si-B、 Ti-Cu-Zr-Ni、Ti-Cu-Ni-Zr-Be、Ti-Cu-Zr-Ni-A1-Si-B、Ti-Cu-Zr-Ni-Hf-Si等合金系发现了块状Ti基非晶合金，但是它们都有一定的缺点，有的钛含量 较低，有的合金中含有剧毒元素(Be)或对人身体有害的元素(Ni)，有的合金成 分过于复杂，使其应用范围受到了限制。所以找到一种含钛量较高、成分简单、 不含有镍和铍元素的Ti基非晶合金有重要的实际意义。
发明内容
本发明要解决的问题是：克服现有块体Ti基非晶合金的不足，提供一种 钛含量较高，成分简单，不含有毒元素，又同时具有高强度和高韧性一种块体 Ti基非晶合金。
本发明的技术解决方案是：一种块体Ti基非晶合金，其具体的化学成分 (原子个数％)为：
TE1(a)TL1(b)TE2(c)TL2(d)
其中，TE1＝Ti；
TL1＝Cu；
TE2＝Zr；
TL2＝Fe，Co，Pd，Pt，Ir；
a：45-50，b：45-47.5，c：2.5-7.5，d：1.5-5。
上面所述Ti基非晶合金具有较高的压缩断裂强度＞2000MPa和较好的韧 性；所形成的块体非晶合金的最小尺寸大于1mm。
本发明的生产方法与现有技术基本相似，首先用真空电弧炉冶炼母合金， 然后将母合金置于快速凝固装置的感应炉中熔化，熔化后喷铸到铜模中形成非 晶态合金棒。
本发明与现有技术相比的主要优点在于：本发明钛含量较高，密度较低， 合金成分简单，不含有毒元素，又同时具有高强度，高韧性以及耐蚀性，所形 成非晶态合金的最小尺寸为1mm以上，而且其生产工艺简单易行，可广泛应用 于结构材料、生物材料、医疗器械等方面。
本发明的技术解决方案是：一种块体Ti基非晶合金，其具体的化学成分 (原子个数％)为：
TE1(a)TL1(b)TE2(c)TL2(d)
其中，TE1＝Ti；
TL1＝Cu；
TE2＝Zr；
TL2＝Fe，Co，Pd，Pt，Ir；
a：45-50，b：45-47.5，c：2.5-7.5，d：1.5-5。
上面所述Ti基非晶合金具有较高的压缩断裂强度＞2000MPa和较好的韧 性；所形成的块体非晶合金的最小尺寸大于1mm。
本发明的生产方法与现有技术基本相似，首先用真空电弧炉冶炼母合金， 然后将母合金置于快速凝固装置的感应炉中熔化，熔化后喷铸到铜模中形成非 晶态合金棒。
本发明与现有技术相比的主要优点在于：本发明钛含量较高，密度较低， 合金成分简单，不含有毒元素，又同时具有高强度，高韧性以及耐蚀性，所形 成非晶态合金的最小尺寸为1mm以上，而且其生产工艺简单易行，可广泛应用 于结构材料、生物材料、医疗器械等方面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围和实施 方式并不仅限于下列实施例，应包括权利要求书和说明书中叙述的全部内容。
实施例
根据本发明所述的合金的化学成分及其配比，冶炼了25炉非晶态合金。 首先根据化学成分配比进行配料，然后在真空电弧炉里制成母合金，将母合金 置于快速凝固装置的感应炉中使其熔化，熔化后喷铸到铜模中形成非晶态合金 棒，最后测试其力学性能。
表1为实施例非晶态合金的化学成分；表2为实施例非晶态合金的热力学 性能；表3为实施例所浇铸的部分非晶态合金棒的力学性能。
表1 实施例非晶态合金的化学成分 炉 号 合金类型 化学成分(原子个数％) Ti Cu Zr Fe Co Pd Pt Ir 1 TiCuZrFe 45 45 5 5 / / / / 2 45 45 7.5 2.5 / / / / 3 46.25 46.25 5 2.5 / / / / 4 47.5 47.5 2.5 2.5 / / / / 5 50 42.5 6 1.5 / / / / 6 TiCUZrCo 45 45 5 / 5 / / / 7 45 45 7.5 / 2.5 / / / 8 46.25 46.25 5 / 2.5 / / / 9 47.5 47.5 2.5 / 2.5 / / / 10 50 42.5 6 / 1.5 / / / 11 TiCuZrPd 45 45 5 / / 5 / / 12 45 45 7.5 / / 2.5 / / 13 46.25 46.25 5 / / 2.5 / / 14 47.5 47.5 2.5 / / 2.5 / / 15 50 42.5 6 / / 1.5 / / 16 TiCuZrPt 45 45 5 / / / 5 / 17 45 45 7.5 / / / 2.5 / 18 46.25 46.25 5 / / / 2.5 / 19 47.5 47.5 2.5 / / / 2.5 / 20 50 42.5 6 / / / 1.5 / 21 TiCuZrIr 45 45 5 / / / / 5 22 45 45 7.5 / / / / 2.5 23 46.25 46.25 5 / / / / 2.5 24 47.5 47.5 2.5 / / / / 2.5 25 50 42.5 6 / / / / 1.5
表2 为实施例非晶态合金的热力学性能及临界尺寸； 合金成分 Tg/K Tx/K ΔTx/K Tl/K Trg Dmax/mm Ti45Cu45Zr7.5Fe2.5 659 687 28 1197 0.551 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Fe2.5 663 691 28 1217 0.545 2 Ti45Cu45Zr7.5Co2.5 656 687 31 1197 0.548 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Co2.5 655 685 30 1217 0.538 2 Ti47.5Cu47.5Zr2.5Co2.5 654 685 31 1236 0.529 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Pd2.5 662 688 26 1236 0.536 1 Ti46.25Cu46.25Zr5Pt2.5 668 691 23 1225 0.545 1 Ti46.25Cu46.625Zr5Ir2.5 663 690 27 1223 0.542 1
表3 实施例所浇铸的部分非晶态合金棒的力学性能 合金成分 压缩断裂强度(MPa) Ti46.25Cu46.25Zr5Fe2.5 2175 Ti46.25Cu46.25Zr5Co2.5 2060
实施例
根据本发明所述的合金的化学成分及其配比，冶炼了25炉非晶态合金。 首先根据化学成分配比进行配料，然后在真空电弧炉里制成母合金，将母合金 置于快速凝固装置的感应炉中使其熔化，熔化后喷铸到铜模中形成非晶态合金 棒，最后测试其力学性能。
表1为实施例非晶态合金的化学成分；表2为实施例非晶态合金的热力学 性能；表3为实施例所浇铸的部分非晶态合金棒的力学性能。
表1 实施例非晶态合金的化学成分 炉 号 合金类型 化学成分(原子个数％) Ti Cu Zr Fe Co Pd Pt Ir 1 TiCuZrFe 45 45 5 5 / / / / 2 45 45 7.5 2.5 / / / / 3 46.25 46.25 5 2.5 / / / / 4 47.5 47.5 2.5 2.5 / / / / 5 50 42.5 6 1.5 / / / / 6 TiCUZrCo 45 45 5 / 5 / / / 7 45 45 7.5 / 2.5 / / / 8 46.25 46.25 5 / 2.5 / / / 9 47.5 47.5 2.5 / 2.5 / / / 10 50 42.5 6 / 1.5 / / / 11 TiCuZrPd 45 45 5 / / 5 / / 12 45 45 7.5 / / 2.5 / / 13 46.25 46.25 5 / / 2.5 / / 14 47.5 47.5 2.5 / / 2.5 / / 15 50 42.5 6 / / 1.5 / / 16 TiCuZrPt 45 45 5 / / / 5 / 17 45 45 7.5 / / / 2.5 / 18 46.25 46.25 5 / / / 2.5 / 19 47.5 47.5 2.5 / / / 2.5 / 20 50 42.5 6 / / / 1.5 / 21 TiCuZrIr 45 45 5 / / / / 5 22 45 45 7.5 / / / / 2.5 23 46.25 46.25 5 / / / / 2.5 24 47.5 47.5 2.5 / / / / 2.5 25 50 42.5 6 / / / / 1.5
表2 为实施例非晶态合金的热力学性能及临界尺寸； 合金成分 Tg/K Tx/K ΔTx/K Tl/K Trg Dmax/mm Ti45Cu45Zr7.5Fe2.5 659 687 28 1197 0.551 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Fe2.5 663 691 28 1217 0.545 2 Ti45Cu45Zr7.5Co2.5 656 687 31 1197 0.548 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Co2.5 655 685 30 1217 0.538 2 Ti47.5Cu47.5Zr2.5Co2.5 654 685 31 1236 0.529 2 Ti46.25Cu46.25Zr5Pd2.5 662 688 26 1236 0.536 1 Ti46.25Cu46.25Zr5Pt2.5 668 691 23 1225 0.545 1 Ti46.25Cu46.625Zr5Ir2.5 663 690 27 1223 0.542 1
表3 实施例所浇铸的部分非晶态合金棒的力学性能 合金成分 压缩断裂强度(MPa) Ti46.25Cu46.25Zr5Fe2.5 2175 Ti46.25Cu46.25Zr5Co2.5 2060
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