一种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，它由Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素组成，按下列原子个数配比：Fe24~32%、Co16~24%、Cr15%、Mo14%、C15%、B6%、Y2%；所述Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素按原子个数比为：Fe24%、Co24%、Cr15%、Mo14%、C15%、B6%、Y2%；所述Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素按原子个数比为：Fe28%、Co20%、Cr15%、Mo14%、C15%、B6%、Y2%；所述Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素按原子个数比为：Fe32%、Co16%、Cr15%、Mo14%、C15%、B6%、Y2%；本发明专利技术的铁基非晶态合金材料不仅制备工艺简单，生产成本低，而且具有良好的非晶形成能力和玻璃形成能力，还具有高强度、高硬度的机械性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学和凝聚态物理领域，尤其涉及一种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料。
技术介绍
金属玻璃通常是把熔化的金属合金快速冷却到玻璃转变温度，在合金未形核之前凝固而成，而金属一般从液态冷却下来都是形核结晶形成晶体。为了获得很高的冷却速率以更好的形成非晶态合金，只要将熔化的金属喷到导热性非常好的基底上。然而，已经发现某些合金在冷却速度足够快时，在固化时也会保持液态时的粘滞状态，从而可以抑制晶化，为了获得很高的冷却速率，将熔化合金直接吸铸在导热性好的基底上，以前获得的合金都是薄带，粉末等。如果在很低的冷却速度下能够抑制结晶，则可以获得尺寸更大的非晶合金。Duwez在1960年就采用急冷法制备出AuSi系非晶条带，随后又有类金属的非晶合金，特别是铁基非晶合金被大量研究。在这里我们采用的制备方法是电弧熔炼铜模铸造法，铜模铸造法是制备块体非晶合金最常用、最方便的一种方法。这种方法在制备高熔点的块体非晶合金方面具有其他方法所不能比拟的独特优势。其基本的工作原理是在惰性气氛下用电弧熔炼母合金，母合金熔化后，然后利用熔化腔与铜模之间的不同气压所产生的吸力，将熔化的合金吸入循环水冷却的铜模中，利用水冷铜模导热实现快速冷却，以获得块体非晶合金。由于铜模的冷却速率有限，所以能够制备的块体非晶合金的尺寸也有限。随着合金尺寸的增大，形成非晶合金所需的冷却速率也急剧增大。当样品的尺寸增到一定尺寸时，铜模也就不能满足块体非晶合金形成所需的冷却条件。然而由于大部分合金的非晶形成能力有限，而且要求的冷却速度高于106K/s，所以很多制备的非晶合金基本上是薄带、细丝等。所以在较低的冷却速度获得大尺寸非晶合金一直是科学家追求的目标。1989年，日本的Inoue等专利技术了 MgCuY系合金具有很高的非晶形成能力，通过铜模铸造制备出毫米级的非晶合金，且这种合金不含有贵金属，随后又发现了 ZrAlNiCu体系。并且很快被应用到精密光学仪器，耐腐蚀器皿上，研究发现大块非晶合金在过冷液相区具有超塑性变形能力，这为非晶合金的成形及加工提供了可能。铁基非晶合金历史悠久，并且也是目前应用最广的，但是铁基非晶合金的发展历史比较短，1993年之前主要通过快速凝固技术制备的薄带状产品，为了进一步制备具有优良力学性能、耐腐蚀性能和磁学性能等Fe-基非晶合金，1993年井上明久研究组首次采用金属铜模铸造方法制备出厚度为0. Imm的Fe75SiltlB15非晶合金，取得了铁基非晶合金大块化的突破性成果，随着对大块非晶形成能力和热稳定性影响因素研究的不断深入，尤其是具有较大非晶形成能力合金的成分设计三项经验原则的建立，1995年先后发现了具有更大过冷液相区(ATx)和约化玻璃转变温度(Trg)即具有更大非晶形成能力的Fe-基合金系，1995年先后发现了 A Tx大于 60K 的 Fe72Al5M2P11C6B4 (M=Ga 或 Ge)合金，2001 年开发出的 Fe3tlCo3tlNi15Si18B17 非晶合金具有高达0.65的约化玻璃转变温度。目前由熔融金属通过铜模或水淬直接制备的典型Fe-基大块非晶合金系主要有Fe-Co-Ln-B(Ln=镧系元素)、Fe_(Cr，Mo, Nb, Ta)-(P，C，B)和Fe-Si-B-(Nb, Cu, Zr)等这几类合金的A Tx 一般都大于50K。非晶合金材料是一类新型材料，与普通的晶态合金材料相比，非晶合金材料在力学、物理学、化学性质和机械性能方面都发生了显着的变化。非晶合金形成时面临一些问题，合金熔体凝固在深过冷时很容易发生结晶，而结晶过程是要有形核和晶体长大过程的，过冷液体结晶很快，所以想要形成非晶合金，我们必须要把合金熔液快速冷却到Tg以下，从而可以更好的阻止合金发生结晶。形成非晶合金仅仅是获得大块非晶合金的前奏，其次要降低制备非晶合金的成本，使其能够得到更好的应用。采用工业纯度的原料制备高玻璃形成能力的铁基非晶合金材料，得到具有较大三维尺寸的非晶合金和良好的加工性能。非晶合金在过冷液相区具有很多优异的性能，在这个区域非晶合金比较容易发生晶化，所以选择一个合适的液相区温度加工非晶合金是很重要的。在这里我们期望形成非晶合金的冷却速率从每秒IO3冷到至lK/s或者更低的冷却速率，在非晶合金不发生晶化的情况下，可以把非晶合金充分的加热到玻璃转化点温度以上进行加工，使其能够更好地用于工业中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种高强度、高硬度的高玻璃形成能力的铁基非晶态合 金材料。本专利技术是这样来实现的，一种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，其特征在于它由Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素组成，按下列原子个数配比=Fe 24 32%、Co 16 24%、Cr15%、Mo 14%,C 15%、B 6%、Y 2% ;所述 Fe、Cr、Mo、C、B、Y 和 Co 元素按原子个数比为Fe 24%、Co 24%、Cr 15%、Mo 14%、C 15%、B 6%、Y 2% ;所述 Fe、Cr、Mo、C、B、Y 和 Co 元素按原子个数比为Fe 28%、Co20%、Cr 15%、Mo 14%、C 15%、B 6%、Y 2% ;所述 Fe、Cr、Mo、C、B、Y 和 Co 元素按原子个数比为Fe 32%, Co 16%, Cr 15%,Mo 14%、C 15%, B 6%、Y 2% ;所述 Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co的纯度为99. 7%到99. 9%。本专利技术的技术效果是本专利技术的铁基非晶态合金材料不仅制备工艺简单，生产成本低，而且具有良好的非晶形成能力和玻璃形成能力，还具有高强度、高硬度的机械性能。附图说明图I为本专利技术的部分块体非晶合金2X 13mm2厚度X宽度板状X射线衍射图。图2为本专利技术的部分非晶态合金材料的热分析(DSC)曲线(a)。图3为本专利技术的部分非晶态合金材料的热分析(DSC)曲线(b)。图4 为 Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2 ( Fe41 ) ,Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2 ( Fe28 )锲形试样腐蚀对比图。具体实施例方式实施例一、本实施方式的铁基非晶合金由Fe、Co、Cr、Mo、C、B、Y组成，将纯度为99. 7%到99. 9%的Fe、Co、Cr、Mo、C、B、Y按照所需要的原子配比在钛吸附的氩气中电弧熔炼，使之混合均匀，吸铸冷却得到2mm厚13mm宽度的板状非晶合金Fe24Co24Cr15M0l4C15B6Y2tj X射线衍射图证实为完全非晶态。从DSC曲线可以得到其玻璃转变温度(Tg=842K)起始晶化温度1；=9041(和熔点Tm=1371K。过冷液相区为A TX=62K，说明它的非晶形成能力很好。Vicker硬度达到1298Hv，此合金的压缩断裂强度为3200Mpa。 实施例二、技术方案同实施例一一致，制备的铁基块体非晶合金成分为Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2本实施方式的Fe28Co2ciCr15Mo14C15B6Y2非晶合金具有高玻璃形成能力，此合金的特点是玻璃转变温度是Tg=860K、晶化温度是TX=900K、其熔点是Tm=1366K、过冷液相区为40K、它的非晶形成能力比实施I所制备的大块非晶合金更好。Vicker硬度达到12本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，其特征在于它由Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素组成，按下列原子个数配比：Fe？24~32%、Co？16~24%、Cr？15%、Mo？14%、C？15%、B？6%、Y？2%。
【技术特征摘要】
1.ー种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，其特征在于它由Fe、Cr、Mo、C、B、Y和Co元素组成，按下列原子个数配比=Fe 24 32%、Co 16 24%、Cr 15%、Mo 14%、C 15%、B 6%、Y2% ο2.如权利要求I所述的ー种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，其特征在于所述Fe、Cr、Mo、C、B、Y 和 Co 元素按原子个数比为Fe 24%、Co 24%、Cr 15%、Mo 14%、C 15%、B6%、Y 2% ο3.如权利要求I所述的ー种高玻璃形成能力的铁基非晶态合金材料，其特征在于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆军，刘江烈，周贤良，沈军，华小珍，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。