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1、超高比强度Ti-Be二元合金的制备与研究张伟贵，赵洁(屮国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波，315103)摘要通过电弧熔炼，铜模吸铸的工艺制备出一系列Ti・Bc二元合金。对亚共晶的Ti-Be系合金，其显微结构组织为初生的ocTi固溶体枝晶分布在aTi和BeTi形成的共晶基体组织屮。亚共晶的Ti・Be系合金显示出高强度和高延展性。而对过共晶的Ti-Be系合金，其显微结构组织为BeTi相和aTi与BeTi形成的共晶组织的混合物。过共品的Ti・Be系合金显示出很高的强度，但是没冇明显的塑性变形能力。所冇的Ti-Be系合金
2、的比强度均大于320MPa/g/cm3o特别是Ti55Be45合金，密度是3.87g/cm3,断裂强度是2.09GPa,合金的比强度可达540MPa/g/cm3,这口J能是到口前为止比强度最高的金属材料。关键词Ti・Be二元合金；亚共晶合金；过共晶合金；超高比强度；密度PreparationandstudyofultrahighspecificstrengthofTi-BebinaryalloysZhangweigui,Zhaojie(NingboBranchofChinaAcademyofOrdnanceScie
3、nce,Ningbo315103,china)Abstract:AseriesofTi-Bebinaryalloysispreparedbyarcmeltingandcoppermoldsuctioncasting.Forthealloysofthehypoeutectic,themicrostructuresareprimaryaTisolidsolutiondendriteembeddedontheeutecticoftheaTiandBeTiphases,thehypoeutecticalloysexhibi
4、thighstrengthcombinedwithhighductility.Whileforthehypereutecticalloys,themicrostructureisprimaryBeTipluseutecticoftheaTiandBeTicompound,thehypereutecticalloysexhibithighstrengthbutnoplasticdeformationbeforethefracture.Allthealloyshaveultrahighspecificstrengthh
5、igherthan320MPa/g/cm3.ForthealloyofTi55Be45,thedensityis3.87g/cm3,thefracturestrengthis2.09GPa,thusthespecificfracturestrengthcanbe540MPa/g/cm3,whichmaybethehigheststrengthforthemetallicalloysreporteduptonow.Keywords:Ti-Bebinaryalloy；hypoeutecticalloy；hypereut
6、ecticalloy；ultrahighspecificstrength；density钛合金对国防高技术和武器装备起极重要作用，在国防工业采用的工程材料中占极重要地位。它能降低军用飞机的重量，改善机动性能从而极大提高其战斗力和生存能力；提高航空发动机推重比；提高舰船搜索、发现、跟踪和反监护能力以及减轻武器重量，延氏使用寿命。轻质高强度钛合金在武器及军事领域的应用也使武器趋于轻型化。美、俄、英、法等军事强国在其先进战机、导弹、核潜艇、兵器等武器装备上都大量使用高强度钛合金，并有逐步增加的趋势。技术的进步需要高强度并
7、且轻的材料。钛合金曲于含有相对密度较低的主元索Ti（4.5Kg/n?）而具有高的强度/密度比，也就是高比强度。代表性的商业用Ti合金具有超过lOOOMPa的极限抗拉强度和10・15%的塑性伸氏量⑴。同时，通过Cu模铸造的Ti基块体非晶合金Ti50Ni25Cu25的抗拉强度高达lgOOMPaW通过加入Sn元素，大块非品合金Ti5oNi2oCu23Sn7的抗拉强度甚至超过2200MPa铸造成型的直径为3mm的棒材Ti6oCui4Ni12Sn4Nb1o合金，组织为微米级卩Ti枝晶和纳米相，抗压强度高达2400MPa,断裂
8、前的犁性应变量为14.5%[6]o通过加入Ta和Mo两种元素，开发TTi-Cu-Ni-Sn系合金⑺。最近，有人详细的研究了具冇纳米结构的Ti-Cu-Ni-Sn-Ta合金的变形行为叭电弧熔炼铸造被认为是一种制备高强度Ti・Fe合金的有效手段⑼。电弧炉熔炼完的Ti・Fe合金锭，在冷却速率为lOK/s的速度下自然冷却后，测得的机械强度超过2000MPa,延伸率可达
