【摘 要】
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钛合金具有比强度高,常温不易氧化,耐腐蚀和耐高温等特点,被广泛应用于生物医学,航空航天,海洋船舶,军工武器,金属防腐等众多领域,具有非常好的应用前景。而钛基大块非晶合金具有更优秀的特点,被广泛研究和关注。目前钛基非晶合金临界尺寸大于5mm的成分中,都含有Pd或Be等成本较高或有剧毒的元素,因而开发出无毒、价格低廉的钛基非晶合金具有很大的实际意义。本文选取了目前开发的所有大块钛基非晶合金中,成本较低
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钛合金具有比强度高,常温不易氧化,耐腐蚀和耐高温等特点,被广泛应用于生物医学,航空航天,海洋船舶,军工武器,金属防腐等众多领域,具有非常好的应用前景。而钛基大块非晶合金具有更优秀的特点,被广泛研究和关注。目前钛基非晶合金临界尺寸大于5mm的成分中,都含有Pd或Be等成本较高或有剧毒的元素,因而开发出无毒、价格低廉的钛基非晶合金具有很大的实际意义。本文选取了目前开发的所有大块钛基非晶合金中,成本较低、安全无毒且还具有一定非晶形成能力的Ti-Cu-Ni体系。通过相图计算（CALPHAD）的方法指导在Ti-Cu-Ni基中加入非金属元素B,旨在提高体系的非晶形成能力。主要开展了以下工作:（1）使用平衡合金法,利用电子探针（EPMA）,X射线衍射（XRD）等测试方法研究了Ti-Cu-B三元体系在1073K的等温截面。确定不同成分合金的平衡稳定相。使用CALPHAD方法重新优化了B-Cu二元系,建立了B-Cu-Ti三元的热力学描述。（2）根据文献报道的Cu-Ni-Ti三元热力学参数,本文工作的B-Cu-Ti,B-Cu-Ni热力学参数和修改文献的B-Ni-Ti热力学参数,外推建立Ti-Cu-Ni-B四元体系的热力学数据库,并计算了四元零变量反应。（3）通过在Ti-Cu-Ni三元系掺杂替换B元素设计实验成分,利用铜模吸铸法和真空甩带法对体系非晶形成能力进行研究。通过热力学数据库计算Ti-Ni-B三元系和Ti-Cu-Ni-B四元系深共晶反应,设计Ti-Ni-B三元和Ti-Cu-Ni-B四元实验。在20m/s甩带速率下,成功制备出了Ti60Ni33.6B7.4和Ti38.2Ni52.5B9.3的非晶条带。在相同甩带速率下,制备出Ti54.2Cu31.2Ni9.4B5.2近乎完全非晶的条带。欲获得具有更高非晶形成能力的四元非晶,还需在共晶点附近成分处做进一步研究。
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