本文以Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7非晶合金成分作为基体,结合伪三元相图,通过改变基体合金中元素含量以及添加不同含量的Nb元素,设计了三种TiZr基非晶复合材料,这三种TiZr基非晶复合材料的原子组成分别为Ti32.8Zr34.8Cu6.2Be16.2Nb10、Ti45Zr22.6Cu6.2Be16.2Nb10和Ti50Zr22.6Cu6.2Be16.2Nb5(以下分别将这三种成分简称为TZ1、TZ2、TZ3)。用非自耗真空电弧炉制备了三种非晶复合材料的铸棒,通过XRD衍射仪和差示扫描量热分析(DSC)对复合材料的相组成和热物性特征值进行了分析和表征。用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析复合材料的组织形貌以及元素分布规律,用透射电子显微镜(TEM)分析复合材料的塑性变形机制。用Instron万能材料试验机测试了三种复合材料的力学性能。实验结果显示,通过将Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7非晶合金中镍元素替换成Nb元素和调整基体合金的Ti/Zr比,可以获得由β-(Ti,Zr,Nb)相树枝晶和非晶基体组成的复合材料。由于β相稳定元素Nb的加入,使合金熔体在凝固过程中诱发β相的形核和长大,从而在非晶基体中形成树枝晶。随着基体合金Ti/Zr比和元素Nb含量的变化,β-(Ti,Zr,Nb)相树枝晶形貌和尺寸也有所变化,其中Nb的原子百分比为5时,树枝晶的尺寸相对较小且呈等轴晶状态。力学实验结果显示,三种TiZr基非晶复合材料的应力应变曲线都不同程度的显示了塑性变形能力,其中TZ1复合材料的塑性应变高达23.3%,并且强度仍然保持在2543 MPa,表现出了非常好的力学性能。分析认为非晶复合材料塑性是由于树枝晶的变形以及阻碍剪切带的扩展和诱发多重剪切带的协同效应所致。