【摘要】：本文利用真空非自耗電弧爐熔煉合金,結合銅模鑄造技術以低純FeB原料制備鐵基大塊非晶合金。在大量調(diào)研的基礎上選定FeB基鐵基非晶合金體系中比較經(jīng)典的Fe-B-Y-Nb體系作為研究對象,系統(tǒng)研究了Co元素的添加對該體系鐵基大塊非晶合金的形成能力、力學性能、軟磁性能及耐腐蝕性能的影響。通過EDS測試手段對Co元素的添加量進行了鑒定,確定了Co元素的添加是成功的。實驗結果顯示,雖然使用的低純原料影響了該體系的非晶形成能力,但通過成分微調(diào)還是保證了其良好的非晶形成能力。而適量Co元素的添加對提升其非晶形成能力起到了積極作用,使得該體系鐵基非晶合金的臨界尺寸達到了4 mm。在熱力學測試方面,Co元素的含量在3at%時,經(jīng)典的熱力學判據(jù)包括過冷液相區(qū)寬度ΔT_x,約化玻璃轉變溫度T_(rg),參數(shù)γ在這個成分點時都表現(xiàn)出最優(yōu)的非晶形成能力,說明了上述這些經(jīng)驗參數(shù)作為非晶合金形成能力的判據(jù)適用于該體系鐵基非晶合金更加證明了其廣泛適用性。而在力學性能方面,隨著Co元素含量的增加,Fe68-xCoxB23Y5Nb4(x=0,0.5,1,3,5,7,10)合金的硬度呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,而合金的整體硬度都在1000Hv之上,在Co元素含量為3at%時合金硬度達到峰值,Fe68-xCoxB23Y5Nb4(x=0,0.5,3,5)四種成分鐵基非晶合金的屈服強度在逐步增加,說明了在該體系非晶合金上,適量Co元素的添加對其力學性能的提升有著積極作用。除此之外,Co元素的添加還能夠很好地改善Fe68-xCoxB23Y5Nb4(x=0,0.5,1,3,5,7,10)體系鐵基塊體非晶合金軟磁性能,降低合金的矯頑力,提升合金的飽和磁化強度。在耐腐蝕性能方面,當Co元素含量增加到7at%時,合金的自腐蝕電流密度(Icorr)為6.55×10-6 A/cm2,自腐蝕點位(Ecorr)為-0.95 V vs.SCE,Co元素含量在3at%~7at%范圍內(nèi)時,該體系非晶合金的耐腐蝕性能表現(xiàn)優(yōu)越,說明了適量Co元素的添加對于該體系鐵基塊體非晶合金的耐腐蝕性能有著良好的促進作用。有相關研究就表明,正是由于非晶態(tài)合金相較于傳統(tǒng)的晶態(tài)合金,在顯微結構上更加的均勻,無晶界缺陷、位錯、夾雜、彌散的第二相或其它物理缺陷,使得鐵基大塊非晶合金在力學性能、軟磁性能和耐腐蝕性能有著相對優(yōu)異的表現(xiàn)。本文也通過了Co元素的添加優(yōu)化該體系鐵基非晶合金的性能,并在一定程度上降低了其制備成本。
[Abstract]:In this paper, Fe-based bulk amorphous alloys were prepared from low purity FeB by vacuum non-consumable arc furnace melting and copper mold casting. On the basis of a great deal of investigation, the classical Fe-B-Y-Nb system in the FeB based Fe-base amorphous alloy system was selected as the research object. The forming ability and mechanical properties of the Fe-base bulk amorphous alloy were systematically studied by adding Co elements to the system. Effects of soft magnetic properties and corrosion resistance. The addition of Co elements was identified by means of EDS test, and the addition of Co elements was confirmed to be successful. The experimental results show that although the low purity raw material has an effect on the amorphous formation ability of the system, the fine adjustment of the composition can ensure its good amorphous formation ability. The addition of appropriate amount of Co elements played a positive role in improving the amorphous forming ability of the alloy, and the critical size of the Fe-based amorphous alloy reached 4 mm.. In terms of thermodynamic measurement, when the content of Co element is 3 at%, the classical thermodynamic criteria include the width of supercooled liquid region 螖 T _ x, and the reduced glass transition temperature T _ (rg),. The parameter 緯 shows the optimum amorphous forming ability at this composition point, which indicates that the above empirical parameters are suitable for the Fe-based amorphous alloy in this system as the criterion of the formation ability of the amorphous alloy. In terms of mechanical properties, with the increase of Co element content, the hardness of Fe68-xCoxB23Y5Nb4 (x0. 0. 5) alloy showed a trend of first increasing and then decreasing, and the overall hardness of the alloy was all above 1000Hv. When the content of Co is 3 at%, the hardness of the alloy reaches its peak value, and the yield strength of four kinds of Fe-based amorphous alloys, Fe68-xCoxB23Y5Nb4 (x0. 0. 0. 5, 3? 5), increases step by step, which indicates that on the amorphous alloy of this system, The addition of appropriate amount of Co elements has a positive effect on the improvement of mechanical properties. In addition, the addition of Co elements can also improve the soft magnetic properties of iron-based bulk amorphous alloys in Fe68-xCoxB23Y5Nb4 (x0. 5) system, decrease the coercivity of the alloys and increase the saturation magnetization of the alloys. In terms of corrosion resistance, the corrosion current density (Icorr) of the alloy is 6.55 脳 10 ~ (-6) A / cm ~ (2) and the self-corrosion point (Ecorr) is -0.95 V vs.SCE, when the content of Co element increases to 7at%. The corrosion current density of the alloy is 6.55 脳 10 ~ (-6) A / cm ~ (-2). When the content of Co is in the range of 3 at7 at%, the corrosion resistance of the amorphous alloy is superior, which indicates that the addition of proper amount of Co element can promote the corrosion resistance of the Fe-based bulk amorphous alloy. Related studies have shown that it is precisely because the amorphous alloy is more homogeneous in microstructure than the conventional crystalline alloy, without grain boundary defects, dislocations, inclusions, dispersion of the second phase or other physical defects, The results show that the mechanical properties, soft magnetic properties and corrosion resistance of Fe-based bulk amorphous alloys are relatively excellent. The properties of the Fe-based amorphous alloy were optimized by adding Co elements, and the preparation cost was reduced to a certain extent.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG139.8

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本文編號：2361594