Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS597773B2 - Titanium-beryllium-based amorphous alloy - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS597773B2 - Titanium-beryllium-based amorphous alloy - Google Patents

Titanium-beryllium-based amorphous alloy

Info

Publication number
JPS597773B2
JPS597773B2 JP12940175A JP12940175A JPS597773B2 JP S597773 B2 JPS597773 B2 JP S597773B2 JP 12940175 A JP12940175 A JP 12940175A JP 12940175 A JP12940175 A JP 12940175A JP S597773 B2 JPS597773 B2 JP S597773B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
atoms
alloys
beryllium
strength
amorphous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP12940175A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5179613A (en
Inventor
フランクリン クライン カール
レイ ランジヤン
エリオト タナー リー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ARAIDO CORP
Original Assignee
ARAIDO CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/572,563 external-priority patent/US3989517A/en
Application filed by ARAIDO CORP filed Critical ARAIDO CORP
Publication of JPS5179613A publication Critical patent/JPS5179613A/en
Publication of JPS597773B2 publication Critical patent/JPS597773B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/10Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/06Amorphous alloys with beryllium as the major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は非品質合金、特にベリリウムーチタンージル
コニウム系の高強度低密度組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to high strength, low density compositions of non-quality alloys, particularly in the beryllium-titanium-zirconium system.

或る種の金属合金組成物から固体の非品質材料が得られ
ることは研究が示している。
Research has shown that solid non-quality materials can be obtained from certain metal alloy compositions.

非晶質材料は実質的に如何なる長さ範囲の秩序も欠きそ
してX線回折像の強度が回折角と共に緩かに変化するこ
とによって特徴づけられる。
Amorphous materials lack virtually any length range order and are characterized by an X-ray diffraction pattern whose intensity varies slowly with diffraction angle.

この様なX線図は定性的には液体または普通の窓ガラス
の回折像に類似する。
Such an X-ray diagram is qualitatively similar to the diffraction pattern of a liquid or an ordinary window glass.

これは回折像の強度が回折角と共に急速に変化するX線
図を与える結晶性材料と対照的である。
This is in contrast to crystalline materials, which give an X-ray pattern in which the intensity of the diffraction pattern changes rapidly with the diffraction angle.

これらの非品質金属は準安定状態にある。These non-quality metals are in a metastable state.

充分高い温度に加熱するとそれは晶化熱を発生しつつ結
晶化しそのX線回折図は非晶質特性をもつものから結晶
性特性をもつものへ変化する。
When heated to a sufficiently high temperature, it crystallizes while generating heat of crystallization, and its X-ray diffraction pattern changes from having amorphous characteristics to having crystalline characteristics.

新規の非品質合金が1974年12月24日公布の米国
特許第3856513号でH.S.チェン及びD.E.
ポークにより開示され権利請求されている。
A new non-quality alloy is disclosed by H. S. Chen and D. E.
Disclosed and claimed by Polk.

これらの非晶質合金は式MaYbZcをもち、ここにM
は鉄、ニッケル、コバルト、クロム及びバナジンの群か
ら選ばれた少くとも一つの金属であり、Yは燐、ほう素
および炭素からなる群から選ばれた少くとも一つの元素
であり、Zはアルミニウム、アンチモン、ベリリウム、
ケルマ?ウム、インジウム、すず及びけい素からなる群
から選ばれた少くとも一つの元素であり、aは約60〜
90原子係の範囲にあり、bは約10〜30原子係の範
囲にあり、Cは約0.1〜15原子係の範囲にある。
These amorphous alloys have the formula MaYbZc, where M
is at least one metal selected from the group consisting of iron, nickel, cobalt, chromium and vanadine, Y is at least one element selected from the group consisting of phosphorus, boron and carbon, and Z is aluminum , antimony, beryllium,
Kelma? At least one element selected from the group consisting of aluminum, indium, tin, and silicon, and a is about 60 to
b is in the range of about 10 to 30 atoms, and C is in the range of about 0.1 to 15 atoms.

これらの非晶質合金はリボン状物、層状物、針金、粉体
等を含む広い種類の用途に適することが見出されている
These amorphous alloys have been found to be suitable for a wide variety of applications including ribbons, layers, wires, powders, and the like.

また式T i X jをもつ非晶質合金も開示され特許
請求されており、ここにTは少くも1種の遷移金属、X
はアルミニウム、アンチモン、ベリリウム、ほう素、ゲ
ルマニウム、炭素、インジウム、燐、けい素及びすすよ
りなる群から選ばれた少くとも1種の元素であり、iは
約70〜87原子係、jは約13〜30原子係の範囲に
ある。
Also disclosed and claimed are amorphous alloys having the formula T i X j , where T is at least one transition metal,
is at least one element selected from the group consisting of aluminum, antimony, beryllium, boron, germanium, carbon, indium, phosphorus, silicon, and soot, i is about 70 to 87 atoms, and j is about It is in the range of 13 to 30 atoms.

これらの金属は針金の用途に適することが見出されてい
る。
These metals have been found suitable for wire applications.

これらの合金が発見された当時はその項知られてい仁多
結晶性合金よりも勝れた機械的性質を現わしていた。
At the time these alloys were discovered, they exhibited superior mechanical properties to polycrystalline alloys that were known at the time.

この様な勝れた機械的性質には35万psiまでの極限
抗張強力、約650〜750k9/myMの硬度値(D
PH)及び良好な延性がある。
These excellent mechanical properties include an ultimate tensile strength of up to 350,000 psi and a hardness value (D
PH) and good ductility.

それにも拘らず向上した磁気的、物理的および機械的性
質およびより高い熱安定性を要求する新しい応用が別の
組成物を開発する努力を必要としている。
Nevertheless, new applications requiring improved magnetic, physical and mechanical properties and higher thermal stability require efforts to develop alternative compositions.

もつと特定的にいえば、構造用途に適する高強度低密度
材料に対する要請が残っている。
More specifically, there remains a need for high strength, low density materials suitable for structural applications.

本発明によれば高強度低密度非品質合金が式BeaTi
bzroXdの組成から形成される、ここにXは周期表
の第IB〜■B族及び市族の第4,5,6列に表示され
た遷移金属並びに燐、ほう素、炭素、アルミニウム、け
い素、すす、ゲルマニウム、インジウム及びアンチモン
なる半金属元素よりなる群から選ばれた少くも1種の追
加的合金元素であり、aは30〜52原子係に変り、b
は0〜68原子係、Cは0〜70原子係、dは0〜10
原子係に変る。
According to the present invention, a high-strength, low-density non-quality alloy has the formula BeaTi
is formed from the composition of bzro , at least one additional alloying element selected from the group consisting of the metalloid elements consisting of soot, germanium, indium and antimony, where a changes from 30 to 52 atoms, and b
is 0 to 68 atoms, C is 0 to 70 atoms, d is 0 to 10
Change to atomic staff.

この式に包含される2種の合金は(I)チタン約48〜
68原子係、ベリリウム約32〜52原子係、及びべI
J IJウムの最高約10原子係までが、周期表の第I
B〜■B族及び■族の第4,5,6列に表示された遷移
金属並びに燐、ほう素、炭素、アルミニウム、けい素、
すす、ゲルマニウム、インジウム及びアンチモンなる半
金属元素よりなる群から選ばれた少くも1種の追加的合
金元素により取換えられた組成から形成されるものであ
る。
The two alloys included in this formula are (I) titanium from about 48 to
68 atoms, beryllium about 32-52 atoms, and beryllium
Up to about 10 atoms of J IJum are listed in I of the periodic table.
B~■ Transition metals displayed in the 4th, 5th, and 6th columns of Group B and Group ■, as well as phosphorus, boron, carbon, aluminum, silicon,
It is formed from a composition replaced by at least one additional alloying element selected from the group consisting of metalloid elements: soot, germanium, indium and antimony.

好まし《は非晶質チタンーベリリウム基礎の合金はチタ
ン約50〜61原子係、ベリリウム約37〜41原子係
並びに、アルミニウム、ほう素、タンタル及びジルコニ
ウムよりなる群から選ばれた少くも1種の元素約2−1
0原子係をもつ組成物から形成される。
Preferably, the amorphous titanium-beryllium-based alloy contains about 50 to 61 atoms of titanium, about 37 to 41 atoms of beryllium, and at least one member selected from the group consisting of aluminum, boron, tantalum, and zirconium. element of about 2-1
Formed from a composition with zero atomic ratio.

またチタン約58−68原子係及びべIJ IJウム約
32−42原子係をもつ組成から形成される非晶質チタ
ンーベリリウムニ成分合金も好適である。
Also suitable are amorphous titanium-beryllium binary alloys formed from compositions having about 58-68 atoms of titanium and about 32-42 atoms of beryllium.

本発明による組成物の第2種(社)は座標としてBeの
原子係、Tiの原子係およびZrの原子係をもつ三元ダ
イアグラム上の一領域内に限定される組成であって、そ
の領域は (a)30%Be , O%Ti ,70%Zr(b
)50%Be , 0%Ti ,50%Zr(c)5
0%Be ,40%Ti ,10%Zr(d)42%B
e,56%Ti, 2%Zr(e)36%Be,62
%Ti, 2%Zrによって確定される5点を角隅に
もつ多角形によって定義される。
The second type of composition according to the present invention is a composition that is limited to a region on a ternary diagram having the atomic coordinates of Be, Ti, and Zr as coordinates; (a) 30%Be, O%Ti, 70%Zr(b
)50%Be, 0%Ti, 50%Zr(c)5
0%Be, 40%Ti, 10%Zr(d)42%B
e,56%Ti, 2%Zr(e)36%Be,62
It is defined by a polygon with five corner points determined by %Ti, 2%Zr.

本発明の合金は約28〜60×105c77Zの比強度
を示す。
The alloys of the present invention exhibit specific strengths of about 28-60 x 105c77Z.

また本発明の合金はX線廻折で測定して少くとも50係
非晶質でありそして好ましくは実質的に非晶質即ち少《
とも80係非晶質であり、最も好ましくは約100係非
晶質である。
The alloys of the invention are also at least 50 amorphous, as measured by X-ray diffraction, and are preferably substantially amorphous, i.e.
They are both 80% amorphous, and most preferably about 100% amorphous.

非品質合金は所望の組成の溶融物を形成しそして溶融合
金を不活性雰囲気または部分的真空中の急冷車輪上に流
込むことによって約105〜106℃/秒の速さで急冷
することによって造られる。
Non-quality alloys are made by forming a melt of the desired composition and quenching the molten alloy at a rate of about 105-106 °C/sec by pouring it onto a quench wheel in an inert atmosphere or partial vacuum. It will be done.

本発明によれば高強度低密度の非晶質合金が式BeaT
ibZroXdなる組成物から造られる。
According to the present invention, a high-strength, low-density amorphous alloy with the formula BeaT
It is made from a composition called ibZroXd.

ここにXは周期表の第IB〜■B族および第■B族の第
4.5,6列に表示された遷移金属並びに燐、ほう素、
炭素、アルミニウム、けい素、すす、ゲルマニウム、イ
ンジウム及びアンチモンなる半金属元素よりなる群から
選ばれた少《も1種の追加的合金元素であり、aは30
−52原子係に変り、bはO〜68原子係、CはO−7
0原子係、dはO−10原子係に変る。
Here, X is a transition metal shown in the 4.5th and 6th columns of Group IB to Group ■B and Group ■B of the periodic table, as well as phosphorus, boron,
at least one additional alloying element selected from the group consisting of metalloid elements carbon, aluminum, silicon, soot, germanium, indium and antimony, where a is 30
Changed to -52 atom, b is O to 68 atom, C is O-7
0 atoms, d changes to O-10 atoms.

本発明の非品質合金はBe約30−52原子係、チタン
〇一約68原子係、Zr O〜約70原子係、及び遷移
金属元素および半金属よりなる群より選ばれた最大約1
0原子係までの1種の追加的合金元素を含む。
The non-quality alloys of the present invention contain about 30-52 atoms of Be, about 68 atoms of titanium, about 70 atoms of ZrO, and up to about 1 selected from the group consisting of transition metal elements and metalloids.
Contains up to 0 atoms of one additional alloying element.

遷移元素は周期表の第IB−■B族及び第8族の第4,
5,6列に表示されたものである。
Transition elements are Group IB-■B of the periodic table, Group 8, Group 4,
These are displayed in columns 5 and 6.

半金属元素には燐、ほう素、炭素、アルミニウム、けい
素、すす、ゲルマニウム、インジウム及びアンチモンを
含む。
Metalloid elements include phosphorus, boron, carbon, aluminum, silicon, soot, germanium, indium and antimony.

好ましい追加的合金元素の例にはほう素、アルミニウム
、タンタル及びジルコニウムがある。
Examples of preferred additional alloying elements include boron, aluminum, tantalum and zirconium.

好ましい種類としては非晶質合金は本質的にチタン約5
0〜61原子係、ベリリウム37〜41原子係、並びに
アルミニウム、ほうそ、タンタル及びジルコニウムより
なる群から選ばれた少《も一元素約2〜10原子係より
なる組成を有する。
In a preferred type, the amorphous alloy consists essentially of titanium.
It has a composition of 0 to 61 atoms, beryllium 37 to 41 atoms, and about 2 to 10 atoms of at least one element selected from the group consisting of aluminum, tantalum, and zirconium.

すべての元素の純度は通常の業界実務で見出される程度
である。
The purity of all elements is as found in normal industry practice.

第1図は三成分組成相図であるがこの種類に合致するガ
ラス形成領域を表わす。
FIG. 1 is a ternary composition phase diagram showing the glass forming region that conforms to this type.

多角形a−b −c − d−aで指定したこの領域は
高強度、良展性および低密度をもつガラス形成組成を包
囲する。
This region, designated by the polygon a-b-c-da, encompasses a glass-forming composition with high strength, good malleability, and low density.

特定的にいえば第1種の無定形合金は本質的にチタン約
58−68原子係とべリリウム約32=42原子係とよ
りなる二成分組成を有する。
Specifically, the first type of amorphous alloy has an essentially binary composition of about 58-68 atoms of titanium and about 32=42 atoms of beryllium.

この様な好ましい合金は高強度と低密度を示し従って高
い強度対重量比を生じる。
Such preferred alloys exhibit high strength and low density, thus resulting in high strength-to-weight ratios.

第1,2図において好ましい範囲は線a − eで表わ
される。
In Figures 1 and 2, the preferred range is represented by the line a-e.

二成分系について実現される高い強度対重量比の結果と
して、加えられる如何なる追加の合金元素もこの好まし
い強度対重量比を保持するために比較的低密度であるこ
とが好ましい。
As a result of the high strength-to-weight ratio achieved for the binary system, it is preferred that any additional alloying elements added be of relatively low density to maintain this preferred strength-to-weight ratio.

前記式で考えられる合金の第2種(ロ)は座標としてB
e原子係、Ti原子係およびZr原子係をもつ三成分図
上の一領域内に限定されその領域は (a)30%Be , 0%Ti ,70%Zr(b
)50%Be , 0%Ti ,50%Zr(c)5
0%Be ,40%Ti ,1 0%Zr(d)42%
Be ,56%Ti , 2%Zr(e)36%Be
,62%Ti, 2%Zrで定義される5点を角隅に
もつ多角形により限定されている。
The second type (b) of the alloy considered in the above formula is B as a coordinate.
It is limited to one area on the ternary diagram with e atom group, Ti atom group and Zr atom group, and the area is (a) 30%Be, 0%Ti, 70%Zr (b
)50%Be, 0%Ti, 50%Zr(c)5
0%Be, 40%Ti, 10%Zr(d)42%
Be, 56%Ti, 2%Zr(e)36%Be
, 62% Ti, and 2% Zr.

第3図は三成分組成相図であるが、本発明の第2種(社
)のガラス形成領域を表わす。
FIG. 3 is a ternary composition phase diagram, which represents the glass forming region of the second type (company) of the present invention.

多角形a−b一c − d − e−aで指定されるこ
の領域は高強度、低密度および良展性をもつガラス形成
組成を包囲する。
This region, designated by the polygon a-b-c-d-ea, encompasses a glass-forming composition with high strength, low density, and good malleability.

強度対重量比における実質的向上を示す非品質合金は式
Be4oTi6o−XZrxで表わされここにXは約2
〜60原子係である。
A non-quality alloy that exhibits a substantial improvement in strength-to-weight ratio is represented by the formula Be4oTi6o-XZrx, where X is about 2
~60 atoms.

これらの合金は図中線f−gで表わされ好適なものであ
る。
These alloys are represented by line f--g in the figure and are suitable.

Xの低い値、即ち約2〜約10原子係に対しては約63
0〜7 2 0 kf/一の硬度値および約3.8〜4
、1?lcrdの密度が実現される。
For low values of X, i.e. from about 2 to about 10 atoms, about 63
Hardness value of 0-720 kf/1 and approx. 3.8-4
, 1? A density of lcrd is achieved.

この硬度値は先行技術の非品質合金の範囲内であるが密
度は相当低下し低下率約2である。
Although this hardness value is within the range of prior art non-quality alloys, the density is considerably reduced by a reduction rate of approximately 2.

硬度は強さに関連するから、Xの低い値に対しては強度
対重量比における実質的向上が実現される。
Since hardness is related to strength, a substantial improvement in strength to weight ratio is realized for low values of X.

従ってこの様な組成は特に好ましい。Therefore, such a composition is particularly preferred.

Xのもつと高い値に対しては、硬度は実質的に変らぬま
又であるが密度は約5.4?/cJに増加ししかも尚従
来技術の無定形合金のそれよりも充分下である。
For higher values of X, the hardness remains virtually unchanged, but the density is approximately 5.4? /cJ, yet still well below that of prior art amorphous alloys.

従って高い強度対重量比はこの組成の全範囲について保
たれる。
A high strength-to-weight ratio is therefore maintained over this range of compositions.

非品質合金の比強度は硬度値(朽/一での)をデイメン
ジョンの無い因子約3.2及び密度(ク/cA)で割っ
て計算される。
The specific strength of non-quality alloys is calculated by dividing the hardness value (in rot/cA) by a dimensionless factor of approximately 3.2 and the density (k/cA).

このデイメンジョンの無い因子についての基礎はスクリ
プタ・メタラジカ、第9巻、431−436ページ(1
975年)に与えられている。
The basis for this dimensionless factor is in Scripta Metaradica, Volume 9, pages 431-436 (1
975).

そこで本発明による合金の高い強度対重量の性質が他の
従来技術の非品質合金のそれと比較される。
The high strength-to-weight properties of the alloy according to the invention are then compared with those of other prior art non-quality alloys.

例えばPd30Si20は比強度( 1 0 cm単位
で)15.1をもちTi50Cu5,)は比強度29.
6をもつ。
For example, Pd30Si20 has a specific strength (in 10 cm) of 15.1 and Ti50Cu5,) has a specific strength of 29.1.
Has 6.

之と対照的に、本発明の代表的に好適な合金の一つであ
るBe40Ti50Zr10は比強度54.8をもち従
来技術の非晶質合金の゛そ.れよりも相当高い。
In contrast, Be40Ti50Zr10, one of the typically preferred alloys of the present invention, has a specific strength of 54.8, which is lower than that of the prior art amorphous alloys. considerably higher than that.

一般的にいって、本発明の非品質合金は比強度約28〜
60X105c77Zを示す。
Generally speaking, non-quality alloys of the present invention have a specific strength of about 28 to
60X105c77Z is shown.

高い比強度を示す本発明の合金の例示は上記の式 Be Ti Zr によって表わされるもの
で40 60 −−X X ある。
An example of an alloy of the present invention exhibiting high specific strength is represented by the formula Be Ti Zr above: 40 60 --X X .

もつと低い密度で同一またはより高い硬度値を示す本発
明の範囲内の合金は対応するもつと高い比強度を有する
Alloys within the scope of the invention which exhibit the same or higher hardness values at lower densities have correspondingly higher specific strengths.

良い強度対重量比と例外的なガラス形成挙動の容易さを
示す本発明の典型的な非品質合金は式B e y Z
r 1 ()oyで表されここにyは約30−50原子
係の範囲にある。
A typical non-grade alloy of the present invention exhibiting good strength-to-weight ratio and exceptional ease of glass forming behavior has the formula B e y Z
It is represented by r 1 ()oy, where y is in the range of about 30-50 atoms.

これらの組成物は第3図で線a − bで表わされこれ
また好適である。
These compositions are represented by line a--b in Figure 3 and are also preferred.

この非品質合金は所望の組成の溶融物を約105〜10
6℃/秒の速さで冷却することによって形成される。
This non-quality alloy produces melts of the desired composition approximately 105 to 10
It is formed by cooling at a rate of 6°C/sec.

すべての組成物の純度は通常の業界実務で見出されるも
のである。
The purity of all compositions is that found in normal industry practice.

スプラット急冷した箔及び超急冷した連続リボン状体、
針金、層状物、粉体等を造るためには今日当業界で周知
である様な種々の技術が利用できる。
splat quenched foils and ultra-quenched continuous ribbons;
A variety of techniques are available for making wires, layers, powders, etc., as are well known in the art today.

代表的にいえば、一つの具体的な組成が選定され所望量
の所要の元素の粉体または粒状体が溶融され均一化され
、そして溶融した合金が急速に回転車輪の様な冷い表面
上で急冷される。
Typically, a specific composition is selected, a desired amount of powder or granules of the desired element is melted and homogenized, and the molten alloy is rapidly transferred onto a cold surface such as a rotating wheel. is rapidly cooled.

これらの組成物の高い反応性のために、合金が不活性雰
囲気または部分的真空中で造られることが好ましい。
Because of the high reactivity of these compositions, it is preferred that the alloys be made in an inert atmosphere or partial vacuum.

非品質合金は以前は少くとも50係が非晶質であるもの
として定義されたが非晶質性のより高いものがより高い
展性を生じる。
Non-quality alloys were previously defined as being at least 50% amorphous, with more amorphous yielding higher malleability.

従って実質的に非晶質である即ち少くとも80係が非晶
質である非晶質合金が好ましい。
Therefore, amorphous alloys that are substantially amorphous, ie, at least 80% amorphous, are preferred.

もつともつと好ましいのは全体的に非品質な合金である
Generally preferred are alloys that are of poor overall quality.

これらの合金の強さの故に、硬度のデータ及び低密度に
よって、これらの合金は宇宙飛行用途における構造材料
および複合材料における繊維の様な高い強度対重量比を
要求する用途に有用である更に本発明の非晶質合金は4
00℃を越える結晶化温度を現わす。
Because of the strength of these alloys, their hardness data and low density make them useful in applications requiring high strength-to-weight ratios, such as structural materials in spaceflight applications and fibers in composite materials. The amorphous alloy of the invention is 4
It exhibits a crystallization temperature exceeding 00°C.

従ってこれは約400℃までの相当高温度を含む用途に
適する。
It is therefore suitable for applications involving fairly high temperatures of up to about 400°C.

実施例 1 高温反応性合金を溶融し液体で急冷するための1個の電
弧一スプラット装置を使った。
Example 1 A single arc-splat device was used to melt and liquid quench a high temperature reactive alloy.

この装置は不活性雰囲気下で合金の「ハンマと金敷」の
スプラット急冷を与えるように改造された普通の電弧溶
融ボタン式炉であるがポンプ系と連結した真空室を備え
ていた。
The apparatus was a conventional electric arc melting button furnace modified to provide "hammer and anvil" splat quenching of alloys under an inert atmosphere, but with a vacuum chamber coupled to a pump system.

急冷はこの室の床上に平滑表面の水冷式の銅製火床と溶
融合金の上に位置する圧力駆動の銅製プロツクハンマと
を設けることによって完遂された。
Quenching was accomplished by providing a smooth-surfaced water-cooled copper grate on the floor of the chamber and a pressure-driven copper block hammer positioned above the molten metal.

従来通り電弧溶融は室の頂部を貫いて挿入された消耗し
ないタングステン製先端を備えた銅製軸棒を負にバイア
スしかつ室の底を正にバイアスすることによって完遂さ
れた。
Conventionally, electric arc melting was accomplished by negatively biasing a copper shaft with a non-consumable tungsten tip inserted through the top of the chamber and positively biasing the bottom of the chamber.

すべての合金は成分元素の繰返し電弧溶融によって直接
造られる。
All alloys are created directly by repeated electric arc melting of the constituent elements.

単一の合金ボタン(約200mg)?再溶融されそれか
ら溶融プールの直上に位置するハンマによって厚さ約0
.004インチの箔に衝撃急冷された。
Single alloy button (approx. 200mg)? is remelted and then cut to a thickness of approximately 0 by a hammer located directly above the melt pool.
.. 0.004 inch foil was shock quenched.

この方法で得られる冷却速度は約105〜106℃/秒
であった。
The cooling rate obtained with this method was approximately 105-106°C/sec.

ハンマのすぐ下の衝撃急冷された箔は固化後塑性変形を
受けているだろう。
The shock-quenched foil just below the hammer will have undergone plastic deformation after solidification.

然しハンマからはみ出した溶融物から形成された箔の部
分は変形されて居らず従って硬度その他の関連試験を行
うに適している。
However, the portion of the foil formed from the melt that protrudes from the hammer is undeformed and is therefore suitable for hardness and other related tests.

硬度は対向面の間の狭角136°をもつ正方形基底の角
錐形のダイヤモンドよりなるビツカース型王子を使うダ
イヤモンド角錐法で測った。
Hardness was measured by the diamond pyramid method using a Vickers-type Oji made of square-based pyramid-shaped diamond with a narrow angle of 136° between opposing surfaces.

上記の電弧平板化装置を使って種々の組成物を造った。Various compositions were made using the electric arc flattening apparatus described above.

非反応性雰囲気アルゴンを使った。非品質性はX線回折
で測った。
A non-reactive atmosphere of argon was used. Non-quality was measured by X-ray diffraction.

Ti4oBeao及びT’i50Be50の様なベリリ
ウムの多い組成物は非常に極端な急冷速度(約106じ
t冫より遥かに大きい)においてだげ非晶質合金を形成
した。
Beryllium-rich compositions such as Ti4oBeao and T'i50Be50 formed poorly amorphous alloys at very extreme quench rates (much greater than about 106 ht).

共融組成物Ti63Be37及び超共融組成物T i6
0 Be40は焼入速度範囲約105〜106℃/秒で
容易に全体が非晶質の合金を形成する。
Eutectic composition Ti63Be37 and supereutectic composition T i6
0 Be40 readily forms a wholly amorphous alloy at quenching speeds in the range of about 105-106° C./sec.

Ti63Be3組成物は示差熱解析(DTA、走査速度
20℃/分)で測定して2個の結晶化ピーク約460℃
及び545℃、ダイヤモンド角錐法で測定して硬度約4
50〜550DPH、及び密度3.83グ/ctdを示
した。
The Ti63Be3 composition has two crystallization peaks at about 460°C as determined by differential thermal analysis (DTA, scan rate 20°C/min).
and 545℃, hardness approximately 4 as measured by diamond pyramid method.
50-550 DPH, and a density of 3.83 g/ctd.

Ti60Be40組成物はDTAで測定して結晶化ピー
ク423℃、硬度630DPH,及び密度3.76グ/
crtiを示した。
The Ti60Be40 composition has a crystallization peak of 423° C., a hardness of 630 DPH, and a density of 3.76 g/min as measured by DTA.
showed crti.

アルミニウム、ほう素、タンタル及びジルコニウムの一
又はそれ以上の追加的元素をもつチタン及びべIJ I
Jウムの他の非晶質合金を上記の方法で造った。
Titanium and aluminum with one or more additional elements of aluminum, boron, tantalum and zirconium
Other amorphous alloys of Jum were made in the manner described above.

そ″の組成、観察された結晶化温度(Tc)、硬度値(
DPH)及び密度(j’/cr!)を第1表に示す。
Its composition, observed crystallization temperature (Tc), hardness value (
DPH) and density (j'/cr!) are shown in Table 1.

この硬度データに基ずくこれら合金の強度およびその低
密度の故にこれらの合金は宇宙工学における構造用途お
よび複合材料における繊維の様な高い強度対重量比を要
求する用途において有用である。
The strength of these alloys based on this hardness data and their low density make these alloys useful in structural applications in space engineering and applications requiring high strength-to-weight ratios such as fibers in composite materials.

実施例 2 高温度反応性合金を溶融しかつ液体急冷するための電弧
一平板装置を使った。
Example 2 An electric arc and plate apparatus was used to melt and liquid quench a high temperature reactive alloy.

この装置は不活性雰囲気下で合金の「ハンマと金敷」の
スプラット急冷を与えるように改造された普通の電弧溶
融ボタン式炉であるがポンプ系と連結した真空室を備え
ていた。
The apparatus was a conventional electric arc melting button furnace modified to provide "hammer and anvil" splat quenching of alloys under an inert atmosphere, but with a vacuum chamber coupled to a pump system.

急冷はこの室の床上に平滑表面の水冷式の銅製火床と溶
融合金の上に位置する圧力駆動の銅製プロツクハンマと
を設けることによって完遂された。
Quenching was accomplished by providing a smooth-surfaced water-cooled copper grate on the floor of the chamber and a pressure-driven copper block hammer positioned above the molten metal.

従来通り電弧溶融は室の頂部を貫いて挿入された消耗し
ないタングステン製先端を備えた銅製軸棒を負にバイア
スしかつ室の底を正にバイアスすることによって完遂さ
れた。
Conventionally, electric arc melting was accomplished by negatively biasing a copper shaft with a non-consumable tungsten tip inserted through the top of the chamber and positively biasing the bottom of the chamber.

すべての合金は成分元素の繰返し電弧溶融によって直接
造らEれる。
All alloys are made directly by repeated electric arc melting of the constituent elements.

単一の合金ボタン(約2 0 07y)は再溶融されそ
れから溶融プールの直上に位置するハンマによって厚さ
約0.004インチの箔に「衝撃急令された。
A single alloy button (approximately 2007y) was remelted and then "impacted" into approximately 0.004 inch thick foil with a hammer located directly above the melt pool.

この方法で得られた冷却速度は約105〜106℃/秒
であった。
The cooling rate obtained with this method was approximately 105-106°C/sec.

硬度(DPH)は対向面の間の挟角136°をもつ正方
形基底の角錐形のダイヤモンドよりなるビツカース型王
子を使うダイヤモンド角錐法で測った、負荷50グを適
用した。
The hardness (DPH) was measured by the diamond pyramid method using a Vickers type diamond made of pyramidal diamond with a square base with an included angle of 136° between opposing surfaces, and a load of 50 g was applied.

結晶化温度は走査速度約20℃/分で示差熱解析(DT
A)で測定した。
The crystallization temperature was determined by differential thermal analysis (DT) at a scanning speed of approximately 20°C/min.
Measured in A).

代表的には非晶質合金は約412°〜455℃の範囲の
結晶化温度を示した。
Typically, amorphous alloys exhibited crystallization temperatures ranging from about 412° to 455°C.

上記の電弧一平板化装置を使って種々の合金を造った。Various alloys were made using the electric arc flattening apparatus described above.

非活性雰囲気アルゴンを使用した。非品質性はX線回折
で測定した。
A non-reactive atmosphere of argon was used. Non-quality was measured by X-ray diffraction.

組成、測定硬度値および密度、並びに計算比強度を第2
表に示す。
The composition, measured hardness value and density, and calculated specific strength are
Shown in the table.

この他種々の組成のリボン状体を石英るつぼを使い溶融
材料を過圧のアルゴンによって急冷車輪上に押出して真
空中で造った。
Other ribbons of various compositions were made in vacuum using a quartz crucible and extruding the molten material onto a quench wheel with overpressure of argon.

約200μmH?の部分真空を使った。Approximately 200μmH? using a partial vacuum.

Be4(,Ti,Zr6 ,Be4oTi52Zr8
,Be4(,Ti50Zr10の連続リボン状体をこ
の方法で造った。
Be4(,Ti,Zr6,Be4oTi52Zr8
, Be4(, Ti50Zr10) were made in this way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1種(I)のTi−Be−X系の原子係にお
ける三成分組成相図で、ここにXは少くも1種の追加的
合金元素を表わし、ガラス形成領域を示している。 第2図は第1種(I)内のTi−Be系の原子係におけ
る二成分組成相図で、ガラス形成領域を示している。 第3図は第2種0内のBe−Ti−Zr系の原子係にお
ける三成分組成相図で、ガラス形成領域を示している。
Figure 1 is a ternary compositional phase diagram in terms of atoms for the Ti-Be-X system of type 1 (I), where X represents at least one additional alloying element and indicates the glass-forming region. There is. FIG. 2 is a binary composition phase diagram in terms of atoms of the Ti-Be system in the first type (I), showing the glass forming region. FIG. 3 is a ternary composition phase diagram in the atomic relationship of the Be-Ti-Zr system in type 2 0, showing the glass forming region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 本質的には48〜68原子係のチタンと32〜52
原子係のべリリウムとからなることを特徴とする、実質
的に非品質で高強度低密度の合金。 2 式BeaTibXd〔ただし、式中Xはアルミニウ
ム、ほう素およびタンタルからなる群より選ばれる少な
くとも1種の追加的合金元素であり、aは32〜52原
子係であり、bぱ48〜68原子係であり、dは10原
子係以下である。 〕で表わされる組成からなることを特徴とする実質的に
非晶質で高強度低密度の合金。 3 式B e a T ibZ r c 〔ただし、式
中aは30〜50原子係であり、bは5〜58原子係で
あり、Cは2〜55原子係である。 〕で表わされる組成からなることを特徴とする、実質的
に非品質で高強度低密度の合金。
[Claims] 1. essentially titanium with 48 to 68 atoms and 32 to 52 atoms
A substantially non-quality, high-strength, low-density alloy characterized by consisting of the atomic elements beryllium and beryllium. 2 Formula BeaTibXd [wherein X is at least one additional alloying element selected from the group consisting of aluminum, boron, and tantalum, a is 32 to 52 atoms, b is 48 to 68 atoms and d is less than or equal to 10 atoms. ] A substantially amorphous, high-strength, low-density alloy characterized by having a composition represented by: 3 Formula B e a T ibZ r c [In the formula, a has a ratio of 30 to 50 atoms, b has a ratio of 5 to 58 atoms, and C has a ratio of 2 to 55 atoms. A substantially non-quality, high-strength, low-density alloy characterized by having the composition represented by:
JP12940175A 1974-10-30 1975-10-29 Titanium-beryllium-based amorphous alloy Expired JPS597773B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51939474A 1974-10-30 1974-10-30
US05/572,563 US3989517A (en) 1974-10-30 1975-04-28 Titanium-beryllium base amorphous alloys
US60451075A 1975-08-13 1975-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5179613A JPS5179613A (en) 1976-07-12
JPS597773B2 true JPS597773B2 (en) 1984-02-21

Family

ID=27414728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12940175A Expired JPS597773B2 (en) 1974-10-30 1975-10-29 Titanium-beryllium-based amorphous alloy

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS597773B2 (en)
DE (1) DE2547835A1 (en)
FR (1) FR2289621A1 (en)
GB (1) GB1474837A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1202412B (en) * 1976-07-27 1989-02-09 Allied Chem AMORPHOUS METAL ALLOYS CONTAINING ZIRCONIUM
US4173393A (en) * 1977-06-06 1979-11-06 Corning Glass Works Optical waveguide with protective coating
WO2003085678A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-16 Ngk Insulators, Ltd. Material for nuclear fusion furnace excellent in high temperature characteristics comprising beryllium intermetallic compound
US7560069B2 (en) 2002-04-08 2009-07-14 Ngk Insulators, Ltd. Material including beryllium intermetallic compound and having excellent high-temperature property applied to nuclear fusion reactor
JP5279187B2 (en) * 2004-07-29 2013-09-04 日本碍子株式会社 Lightweight heat-resistant material for power generation gas turbine
US8518193B2 (en) * 2006-09-18 2013-08-27 California Institute Of Technology Low density be-bearing bulk glassy alloys excluding late transition metals
CN104561842B (en) * 2013-10-28 2017-08-22 比亚迪股份有限公司 A kind of zirconium-base amorphous alloy and preparation method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427154A (en) * 1964-09-11 1969-02-11 Ibm Amorphous alloys and process therefor

Also Published As

Publication number Publication date
DE2547835A1 (en) 1976-05-13
FR2289621A1 (en) 1976-05-28
GB1474837A (en) 1977-05-25
JPS5179613A (en) 1976-07-12
FR2289621B1 (en) 1979-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3989517A (en) Titanium-beryllium base amorphous alloys
US4050931A (en) Amorphous metal alloys in the beryllium-titanium-zirconium system
KR920004680B1 (en) High strength heat-resistant alluminum-based alloy
US4964927A (en) Aluminum-based metallic glass alloys
US4182628A (en) Partially amorphous silver-copper-indium brazing foil
Park et al. The effect of Ag addition on the glass-forming ability of Mg–Cu–Y metallic glass alloys
USRE32925E (en) Novel amorphous metals and amorphous metal articles
US4253870A (en) Homogeneous brazing foils of copper based metallic glasses
Louzguine et al. Electronegativity of the constituent rare-earth metals as a factor stabilizing the supercooled liquid region in Al-based metallic glasses
US4201601A (en) Copper brazing alloy foils containing germanium
Guo et al. Glass formability in Al-based multinary alloys
JPH0336243A (en) Amorphous alloy with excellent mechanical strength, corrosion resistance, and workability
JPH0580538B2 (en)
US5626691A (en) Bulk nanocrystalline titanium alloys with high strength
JPS5811500B2 (en) Amorphous metal alloy with high crystallization temperature and high hardness value
US3981722A (en) Amorphous alloys in the U-Cr-V system
IE52603B1 (en) Process for the production of amorphous metal alloys based on iron,phosphorus,carbon and chromium
JPS597773B2 (en) Titanium-beryllium-based amorphous alloy
US20070137737A1 (en) Thermally stable calcium-aluminum bulk amorphous metals with low mass density
JPH06264200A (en) Ti series amorphous alloy
JP2003239051A (en) High strength Zr-based metallic glass
USRE30080E (en) Titanium-beryllium base amorphous alloys
US8163109B1 (en) High-density hafnium-based metallic glass alloys that include six or more elements
WO1991014013A1 (en) Aluminum-chromium alloy and production thereof
CA1064734A (en) High strength low density amorphous beryllium metal alloy