鐵基非晶合金低溫?zé)崽幚磉^程中的微觀結(jié)構(gòu)演變及耐蝕性變化
發(fā)布時(shí)間：2018-04-04 05:06
本文選題：鐵基非晶合金 切入點(diǎn)：低溫?zé)崽幚?/strong> 出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】：鐵基非晶合金由于具有優(yōu)異的磁性能而廣泛應(yīng)用于電力電子、機(jī)械、化工等各個(gè)領(lǐng)域,但是在其服役環(huán)境中不可避免的會(huì)發(fā)生腐蝕,因此,還需要具備良好的抗腐蝕能力。本文以Fe78Si9B13和Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3(at.%)非晶合金為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行不同溫度及時(shí)間的低溫?zé)崽幚?研究了鐵基非晶合金的物相結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、腐蝕行為及腐蝕形貌,重點(diǎn)分析了其在熱處理過程中微觀有序結(jié)構(gòu)的演變及腐蝕行為,從微觀結(jié)構(gòu)的角度解釋其耐蝕性變化的機(jī)理。首先研究了未熱處理的Fe78Si9B13和Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金的物相結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性以及在3.5%NaCl溶液、5%H2SO4溶液以及10%NaOH溶液中的腐蝕行為,結(jié)果表明:Fe78Si9B13和Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金均為非晶結(jié)構(gòu);相對(duì)于Fe78Si9B13非晶合金而言,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金的熱穩(wěn)定性更優(yōu);在三種腐蝕性介質(zhì)中,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金均表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性能。低溫?zé)崽幚淼倪^程中的結(jié)構(gòu)解析表明,Fe78Si9B13和Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶合金中原子團(tuán)簇的尺寸總體上均呈現(xiàn)先減小后增大的演變趨勢(shì)。在熱處理過程中會(huì)發(fā)生原子的擴(kuò)散,較低溫度的熱處理會(huì)促使非晶合金結(jié)構(gòu)和成分的均勻化程度提高,而當(dāng)熱處理的溫度進(jìn)一步升高時(shí)則會(huì)促進(jìn)原子團(tuán)簇的進(jìn)一步長(zhǎng)大。在3.5%NaCl溶液中兩種非晶低溫?zé)崽幚砗蟮哪臀g性與其微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),腐蝕速率與原子團(tuán)簇尺寸總體上呈正相關(guān),即原子團(tuán)簇尺寸越小,腐蝕速率越小,耐蝕性越好。這可歸因于微觀結(jié)構(gòu)的變化所引起的腐蝕微電池?cái)?shù)目的改變,非晶合金的原子團(tuán)簇尺寸越小,成分和結(jié)構(gòu)就越均勻,所構(gòu)成的腐蝕微電池?cái)?shù)目越少,耐蝕性越好。兩種非晶合金熱處理后在5%H2SO4溶液中的腐蝕行為的變化,原子團(tuán)簇的尺寸不是影響耐蝕性的唯一因素,還可能與酸性環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕有關(guān)。較低溫度的熱處理使非晶合金加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以釋放,非晶體系自由能降低,因此腐蝕速率降低,耐蝕性增強(qiáng)。當(dāng)熱處理溫度較高時(shí),一方面,原子團(tuán)簇尺寸進(jìn)一步增大導(dǎo)致非晶合金結(jié)構(gòu)和成分的均勻性降低。另一方面,熱處理溫度升高使Si的擴(kuò)散系數(shù)增大,大量的Si會(huì)擴(kuò)散至表面,導(dǎo)致非晶合金表面成分均勻性下降,造成某些區(qū)域的優(yōu)先腐蝕,導(dǎo)致腐蝕速率增加。因此,既要通過熱處理使加工過程中的內(nèi)應(yīng)力得以釋放,又要防止原子團(tuán)簇的過快長(zhǎng)大。兩種非晶合金經(jīng)過不同溫度及時(shí)間的熱處理后在10%NaOH溶液中的耐蝕性與鈍化膜的形成有關(guān)。較低溫度(200℃、250℃)熱處理使非晶合金的成分和結(jié)構(gòu)變得更加均勻,這有利于形成更為連續(xù)、致密的鈍化膜,從而對(duì)金屬基體形成更好的保護(hù)。因此,腐蝕速度減緩,耐腐蝕性能增強(qiáng)。兩種非晶合金400℃熱處理后,一方面較高的溫度可促進(jìn)Si向表面遷移促進(jìn)鈍化膜的形成,另一方面原有的完全非晶態(tài)有所改變,雖然在非晶基體上可能會(huì)彌散分布著一些納米尺度的晶化相,但是在堿液中的腐蝕不是以形成微電池的電偶腐蝕,這些納米相的析出不會(huì)促進(jìn)腐蝕的加劇,所以熱處理后的試樣在堿液中的耐蝕性比未熱處理的有提高。
[Abstract]:The microstructure , thermal stability , corrosion behavior and corrosion behavior of Fe _ ( 73.5Si13 . 5B9Cu1Nb3 ) amorphous alloys have been studied . The results show that the microstructure , thermal stability , corrosion behavior and corrosion behavior of Fe _ ( 73.5Si13 . 5B9Cu1Nb3 ) amorphous alloys are better than those of Fe7Si9B13 and Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 amorphous alloys . The corrosion resistance of two kinds of amorphous alloys is related to the formation of passivation film in 10 % NaOH solution after heat treatment of different temperature and time . The lower temperature ( 200 鈩，
本文編號(hào)：1708493
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