本文選題：Fe基合金 + 合金化　； 參考：《清華大學》2015年博士論文

【摘要】：Fe基塊體非晶合金具有高強度、耐腐蝕以及優(yōu)異的軟磁性能,是一種應用前景廣闊的功能與結構材料,然而大多數(shù)Fe基塊體非晶合金存在飽和磁極化強度偏低,非晶形成能力不足和室溫塑性變形能力差等問題,嚴重制約了它們的應用。因此,研究影響Fe基非晶合金的非晶形成能力和飽和磁極化強度的重要因素,開發(fā)同時具有高的非晶形成能力和飽和磁感應極化強度的Fe基非晶具有重要意義。本文通過合金化和包覆劑提純的方法開發(fā)出Fe82Mo1P6.5C5.582Si3和Fe81P8.5C5.582Si3塊體非晶合金,其中Fe82Mo1P6.5C5.582Si3非晶合金是迄今報道Fe含量最高的塊體非晶合金。在Fe81Mo1P7.5C5.582Si3合金中,發(fā)現(xiàn)采用Co替換Fe元素可顯著提高該合金系的非晶形成能力和飽和磁極化強度。通過包覆劑提純和銅模鑄造聯(lián)用的方法制備的Fe66Co15Mo1P7.5C5.5B2Si3合金的非晶形成臨界尺寸由加Co前的1.0 mm提高到2.0 mm。并在此基礎上,通過進一步調(diào)整成分和提高磁性元素Fe和Co的總含量,制備出Φ1.4 mm的Fe67Co15Mo1P6.5C5.5B2Si3和Φ1.0 mm的Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3塊體非晶合金。其中Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3塊體非晶合金飽和磁極化強度達1.70 T,是目前飽和磁極化強度最高的塊體非晶合金。通過調(diào)控退火工藝可在Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3非晶合金中析出均勻分布α-Fe(Co)納米晶化相,獲得了飽和磁極化強度達2.11 T的納米晶Fe基合金。研究發(fā)現(xiàn)Ni替代Fe的方法可顯著提高Fe81Mo1P7.5C5.5B2Si3合金的非晶形成能力和壓縮塑性。通過包覆劑提純和銅模鑄造聯(lián)用的方法制備的Fe71NiloMo1P7.5C5.5B2Si3合金的非晶形成臨界尺寸由加Ni前的1.0mm提高到2.5mm。而Fe61Ni2oMo1P7.5C5.5B2Si3的壓縮塑性由加Ni前的0.3%提高到了3.2%。采用化學鍍的方法在Fe81Mo1P7.5C5.5B2Si3塊體非晶表面鍍覆了厚度約為5μm與基體結合力好且均勻的鎳鍍層,合金的壓縮塑性從0.3%提高到8%。結果表明薄鍍層也能夠有效促進剪切帶的形核和阻礙剪切帶的快速擴展,從而提高Fe基非晶的塑性變形量。
[Abstract]:Fe-based bulk amorphous alloys have high strength, corrosion resistance and excellent soft magnetic properties, so they are widely used as functional and structural materials. However, most Fe-based bulk amorphous alloys have low saturation magnetic polarization. Their application is seriously restricted by the shortage of amorphous forming ability and the poor plastic deformation capacity at room temperature. Therefore, it is of great significance to study the important factors affecting the amorphous formation ability and saturation magnetic polarization of Fe-based amorphous alloys, and to develop Fe-based amorphous alloys with high amorphous formation ability and saturation magnetic induction polarization. Fe82Mo1P6.5C5.582Si3 and Fe81P8.5C5.582Si3 bulk amorphous alloys have been developed by alloying and coating agent purification. Fe82Mo1P6.5C5.582Si3 amorphous alloys are the bulk amorphous alloys with the highest Fe content reported so far. In Fe81Mo1P7.5C5.582Si3 alloy, it is found that the substitution of Fe with Co can significantly improve the amorphous formation ability and saturation magnetic polarization of the alloy system. The critical size of amorphous formation of Fe66Co15Mo1P7.5C5.5B2Si3 alloy prepared by the combination of coating agent purification and copper mold casting was increased from 1.0 mm to 2.0 mm before Co addition. On this basis, by further adjusting the composition and increasing the total content of magnetic elements Fe and Co, 桅 1.4 mm Fe67Co15Mo1P6.5C5.5B2Si3 and 桅 1.0 mm Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3 bulk amorphous alloys were prepared. The saturation magnetic polarization strength of Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3 bulk amorphous alloy is 1.70 T, which is the highest in bulk amorphous alloy at present. Nanocrystalline Fe-base alloys with saturation magnetic polarity of 2.11T were obtained by controlling annealing process to precipitate 偽 -FeCo) nanocrystalline phases in Fe67Co16Mo1P5.5C5.5B2Si3 amorphous alloys. It is found that the amorphous forming ability and compression plasticity of Fe81Mo1P7.5C5.5B2Si3 alloy can be improved by the substitution of Ni with Fe. The critical size of amorphous formation of Fe71NiloMo1P7.5C5.5B2Si3 alloy prepared by the combination of coating agent purification and copper mold casting was increased from 1.0mm before Ni addition to 2.5 mm. The compressive plasticity of Fe61Ni2oMo1P7.5C5.5B2Si3 increased from 0.3% to 3.2% before Ni addition. Electroless plating method was used to coat the amorphous surface of Fe81Mo1P7.5C5.5B2Si3 with nickel coating with good adhesion to the substrate with a thickness of about 5 渭 m. The compressive plasticity of the alloy was increased from 0.3% to 8%. The results show that thin coating can also effectively promote the nucleation of shear band and hinder the rapid expansion of shear band, thus increasing the plastic deformation of Fe-based amorphous.
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8

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3 本報記者 倪e，

本文編號：1830273