Ti对Zr-Nb二元合金β结构稳定性和力学性能的影响

摘要

利用团簇成分式方法设计了[Zr-Zr_(14)](Zr,Nb)3系列二元合金,进而采用Ti替代部分Zr形成三元合金;采用真空铜模吸铸快冷技术制备合金棒材,利用XRD、OM、TEM等对其进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,随着Nb含量增加,Zr-Nb二元合金基体结构从hcp-α向bcc-β转变,β结构稳定的同时伴随有ω相析出。适量Ti添加可显著抑制ω相的析出,进一步改善了合金的β结构稳定性。其中,单相bcc-β合金[Ti-Zr_(14)]Nb3(Zr-17.37Nb-2.98Ti,质量分数,%)表现出低弹性模量(E=57 GPa)的同时具有最佳的力学性能(屈服强度σYS=557 MPa、延伸率δ=15.5%)。