赵燕春, 寇生中,, 刘广桥, 丁雨田, 李春燕, 袁子洲, 索红莉

(1. 兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州 730050；

2. 北京工业大学 新型功能材料教育部重点实验室，北京 100022)

Ag和Fe元素添加对Cu-Zr-Al系非晶形成能力和力学性能的影响

赵燕春1, 寇生中1,2, 刘广桥1, 丁雨田1, 李春燕1, 袁子洲1, 索红莉2

(1. 兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州 730050；

2. 北京工业大学 新型功能材料教育部重点实验室，北京 100022)

以Cu-Zr-Al三元系为基础，研究Ag和Fe合金组元添加对块体金属玻璃(BMG)及BMG基复合材料的非晶形成能力和力学性能的影响。在Cu-Zr-Al三元合金体系中，Cu50Zr42Al8系BMG的ΔTx=61 K，Trg= 0.624，γ =0.416。适量添加 Ag元素能显著地提高非晶形成能力；在 Cu-Zr-Al-Ag四元合金体系中，Cu43Zr45Al8Ag4、Cu45Zr42Al8Ag5、Cu40Zr44Al10Ag6、Cu43Zr41Al8Ag8和 Cu36Zr48Al8Ag8的 Trg分别为 0.618、0.625、0.618、0.628 和0.598，γ值分别为 0.424、0.427、0.424、0.432和0.433，ΔTx分别为 77、76、78、84和108 K。在(Cu0.36Zr0.48-Al0.08Ag0.08)100-xFex(x=0, 3, 5, 10, 15, 20)五元体系中，Fe的添加明显影响合金的非晶形成能力；尽管ΔTx和Trg呈下降趋势，但(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)97Fe3块体非晶合金仍具有较高的非晶形成能力，其ΔTx=103 K，Trg=0.566，γ=0.424；Fe的适量加入可显著提高合金的力学性能，其中(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)95Fe5合金的强度和塑性应变分别提高至 2 249 MPa和 4.9%。Fe元素的存在导致 Cu36Zr48Al8Ag8合金中产生明显的相分离，使(Cu0.36Zr0.48Al0.08-Ag0.08)100-xFex合金得到增强增韧。

块体金属玻璃；非晶形成能力；合金化；力学性能

21世纪初，Cu基BMG被相继开发出来，其中以CuZr为主要成分的Cu基块体金属玻璃表现出较强的玻璃形成能力和优异的力学性能，如 Cu64Zr36合金的约化玻璃转变温度为0.64，过冷液相区宽度达到46 K，压缩断裂强度达到2 000 MPa[1-2]；Cu50Zr50二元BMG的压缩断裂强度为 1 350 MPa，压缩塑性变形为1.5%[3]。微合金化是改善BMG性能的有效方法之一，掺杂不同原子尺寸的元素能够提高体系的混乱度，从而有效地提高合金的非晶形成能力和力学性能[4]。……