【摘 要】
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多主元合金由于其独特的设计理念和优异的性能而成为当下热门研究方向,Ti Zr Nb多主元合金由于其高比强度,低弹性模量和良好耐腐蚀性等特性,在结构材料与医用材料领域有很大的发展潜力。本文设计出5种BCC结构的合金,针对合金的铸态、冷轧及再结晶的组织演变及力学性能进行了系统研究,为进一步研究开发BCC结构多主元合金提供参考。实验结果如下:（1）Ti48Zr24Nb24V4（at.%,下同）合金铸态存
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多主元合金由于其独特的设计理念和优异的性能而成为当下热门研究方向,Ti Zr Nb多主元合金由于其高比强度,低弹性模量和良好耐腐蚀性等特性,在结构材料与医用材料领域有很大的发展潜力。本文设计出5种BCC结构的合金,针对合金的铸态、冷轧及再结晶的组织演变及力学性能进行了系统研究,为进一步研究开发BCC结构多主元合金提供参考。实验结果如下:（1）Ti48Zr24Nb24V4（at.%,下同）合金铸态存在枝晶偏析,1100℃/24h均匀化处理后其性能为σs=794MPa,δ=13.1%,V2Zr相在700℃～400℃析出,其形态从高温到低温有网状-点状的演变规律。冷轧再结晶合金的性能为σs=811MPa,δ=16.2%,400℃/8h、500℃/1h时效后屈服强度分别提升至915MPa和886MPa,塑性伸长率降低至10.8%和5.1%,V2Zr相可强化合金。（2）Ti40Zr20Nb20V20合金铸态存在枝晶偏析和少量V2Zr相,1100℃/40h均匀化处理后V2Zr相回溶,枝晶偏析消除,通过热力学计算判断V2Zr相在950℃以下析出;均匀化后的合金自高温、中温、低温时效后,V2Zr形态有网状-线状-点状的演变规律。冷轧再结晶合金的性能为σs=1002 MPa,δ=14.1%,300℃/12h时效析出弥散的V2Zr粒子,此时达到时效峰,性能为σs=1175MPa,δ=8.3%,此合金的第二相强化效应显著。（3）(Ti48Zr24Nb24V4)100-xCux（x=1,2,3）合金铸态存在枝晶偏析,均匀化处理使枝晶偏析消除,Cu在合金中的固溶度小于3%。x=1,2合金V2Zr析出温度区间为700℃～500℃,此合金中Cu能够抑制V2Zr的析出,x=3合金时效析出产物为Zr2Cu。冷轧再结晶x=1,2合金屈服强度分别为820MPa和916MPa,Cu的固溶强化效果显著。以均匀化的x=3合金为基体时效,未时效的合金性能为σs=912MPa,δ=5.2%,400℃/16h和400℃/20h时效后屈服强度分别提升至992MPa和1033MPa,塑性伸长率分别降低至3%和1.7%,Zr2Cu能有效强化合金。
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