Processing and characterization of Ti-Cu-Ni-Zr and Ti-Fe-Co-Zr glass former alloys

Searching the development of bulk metallic glasses the research takes two directions, the development of alloys with a high glass forming ability and development of new processes or improving existing processes. In this context, the present study aimed at to evaluate the solidification processes suction and centrifugal casting, both using copper moulds. The alloys Ti34Cu36Ni8Zr22 and (TiZr)80Co12Fe8 were investigated. Fully amorphous melt spun ribbons were produced presenting good thermal parameters. However, the production of bulky samples by the foregoing processes showed that the alloys have low glass forming ability. The centrifugal casting process, despite the high cooling rate have failed to keep the chemical composition, presented turbulent filling and was unable to prevent heterogeneities that are carried from the crucible into the sample. The suction process showed high cooling rate with a good combination of appropriate mould filling, maintenance of chemical composition and to avoid the presence of heterogeneities in a satisfactory manner. Both processes kept the oxygen level at satisfactory values, below 1000 ppm. Comparing with the arc melting process using copper crucible, the suction casting process decreased slightly, in average, the oxygen levels. On the other hand, the centrifugal casting process increased slightly the contamination by oxygen.Financiadora de Estudos e ProjetosBuscando o desenvolvimento de ligas amorfas de grande volume as pesquisas tomam dois rumos, o desenvolvimento de ligas com alta tendência à formação de estrutura amorfa e o desenvolvimento de novos processos ou a melhoria dos processos existentes. Neste contexto, no presente trabalho foram estudados os processos de solidificação por fundição em sucção e fundição por centrifugação, ambos em coquilha de cobre, além de serem investigadas a ligas Ti34Cu36Ni8Zr22 e (TiZr)80Co12Fe8. Foram obtidas fitas totalmente amorfas produzidas por melt-spinning, com parâmetros térmicos relativamente bons. Entretanto, a produção de amostras volumosas pelos processos sugeridos revelou que as ligas têm baixa tendência à formação de estrutura amorfa. O processo de fundição por centrifugação, apesar da alta taxa de resfriamento, se revelou incapaz de manter a composição química das amostras, mostrou-se turbulento e incapaz de evitar que heterogeneidades sejam carregadas para dentro da amostra. O processo de sucção apresentou alta de taxa de resfriamento com uma boa combinação de preenchimento adequado, manutenção de composição química e evitar a presença de heterogeneidades de maneira satisfatória. Ambos os processos atingiram níveis de oxigênio satisfatórios, abaixo de 1000 ppm, sendo que o processo de sucção em média diminuiu a contaminação e o processo de centrifugação em média aumentou a contaminação por oxigênio, em relação ao obtido na fusão a arco com cadinho de cobre em atmosfera inerte