CLUSTER--PLUS--GLUE--ATOM MODEL AND COMPOSITION DESIGN OF BCC Ti--Mo--Nb--Zr SOLID SOLUTION ALLOYS WITH LOW YOUNG'S MODULUS

Abstract

利用＂团簇＋连接原子＂结构模型研究了典型低弹bccβ-Ti固溶体合金的成分特征.对现有低弹β-Ti固溶体合金的成分分析表明它们均满足团簇式[CN14团簇]（连接原子）x.根据该式,设计了Ti-Mo-Nb-Zr系列合金[MoTi（14）]Ti（质量分数表达时为Ti-11.8Mo）,[MoTi（14）]Nb（Ti-11.2Mo-10.8Nb）,[MoTi（14）]Nb2（Ti-10.1Mo-19.5Nb）和[Mo（Ti（13）Zr）]Nb2（Ti-9.2Zr-9.6Mo-18.7Nb）,并采用Cu模吸铸快冷技术制备直径为3和6 mm的合金棒.结果表明,吸铸制备的合金均为bcc结构;当连接原子由Ti变成更低弹的Nb时,合金弹性模量降低;低弹Zr替代Ti进一步降低了合金的弹性模量,[Mo（Ti（13）Zr）]Nb2合金的弹性模量E=72 GPa.铸态样品经过固溶和水淬处理后弹性模量降低.