[發明專利]一種鎢基非晶合金

有效

• 申請號: 200810013132.2
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN101353771A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 于波;邱克強;劉世昌;趙芳欣;任英磊;王勇;苗治全;王景成
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明涉及以金屬鎢為基體的非晶態金屬材料，屬于鎢基合金亞穩材料及制備技術領域。

背景技術

自從1960年Duwez采用熔體急冷技術首次制備出Au-Si非晶態合金以來，非晶態合金以其獨特的結構和性能，成為諸多研究工作者追逐的熱點。幾十年來，經過科研人員的努力，通過對合金體系成分優化設計方面的突破，人們在許多合金體系中如：Zr基、Ti基、Ni基、Cu基、Pd基等均獲得了非晶態合金結構，甚至大塊非晶態合金。非晶合金以其高強度、高彈性模量，良好的耐蝕性和抗氧化性，高的耐磨性能等，獲得了廣泛的應用。為滿足不同的使用工況要求，目前已開發出具有特殊使用性能的非晶合金，如稀土元素為基的非晶合金，具有很好的磁性能。但上述非晶合金的晶化溫度一般都在650～700k，不能在高溫環境下使用，因此，提高非晶合金的晶化溫度，可以提高非晶合金的熱穩定性，擴大使用范圍。

在已經發現的非晶合金體系中，主要是過渡族金屬基非晶合金，而有關以金屬鎢為基的非晶態合金系的制備和研究還不多。鎢作為重要的戰略資源，具有熔點高、強度高、密度高、良好的導電性等特殊性能，以鎢為基的合金可用作配重、射線屏蔽、電極、硬質合金刀具、穿甲等材料。一般情況下，非晶態合金所具有的性能是由其基體金屬所具有的特性決定的。以金屬鎢為基制備非晶態鎢合金除具有金屬鎢本身所特有的性能外，還具有非晶合金獨特的性能，由于結構均勻，對γ射線和X射線吸收能力遠高于一般的晶態鎢合金。高的晶化溫度，也使非晶態鎢合金具有很高的熱穩定性。該材料將在屏蔽涂層、耐磨與耐蝕涂層中具有廣泛的應用前景。

鎢的熔點約為3400℃，是熔點最高的難熔金屬，為熔煉和制備鎢基合金帶來很大困難。目前，僅有以Ru為主要加入元素制備W-Ru非晶態合金條帶的報道(M.Ohtsuki，R.Tamura，and?S.Takeuchi，S.Yoda，T.Ohmura，Hard?metallic?glassof?tungsten-based?alloy，Appl.Phys.Lett.84，4911(2004))。但Ru價格非常昂貴，應用受到限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本且具有高晶化溫度的一種鎢基非晶合金。

采用的技術方案是：

本發明的一種鎢基非晶合金，合金的化學成分按原子分數計，組成包括：W?30％～40％、Fe?10％～30％、B?10％～30％、C?3％～25％、Si?0～10％、Ni?0～10％、Cr?0～15％、Mn?0～10％、Mo?0～10％、Co?0～10％、Y?0～2％、Sc?0～2％、Er?0～2％和Gd?0～2％。非晶條帶的晶化溫度為900K～1100K。

本發明的一種鎢基非晶合金，進一步優化的合金化學成分按原子分數計，組成包括：W?38％～40％、Fe?10％～25％、B?10％～25％、C?3％～25％、Si?0～10％、Ni?0～10％、Cr?0～15％、Mn?0～10％、Mo?0～10％、Co?0～10％、Y?0～2％、Sc?0～2％、Er?0～2％和Gd?0～2％。非晶條帶的晶化溫度為1050K～1100K。

本發明的一種鎢基非晶合金，進一步優化的化學成分按原子分數計，組成包括：W?35％～40％、Fe?10％～25％、B?10％～25％、C?3％～25％、Si?7％～10％、Ni?0～10％、Cr?0～15％、Mn?0～10％、Mo?0～10％、Co?0～10％、Y?0～2％、Sc0～2％、Er?0～2％和Gd?0～2％。非晶條帶的晶化溫度為1000K～1100K。

本發明的一種鎢基非晶合金，進一步優化的合金化學成分按原子分數計，組成包括：W?30％～35％、Fe?25％～30％、Cr?5％～15％、B?10％～30％、C?3％～25％、Si?0～10％、Ni?0～10％、Mn?0～10％、Mo?0～10％、Co?0～10％、Y?0～2％、Sc0～2％、Er?0～2％和Gd?0～2％，C與B的比例為0.4～0.5。非晶條帶的晶化溫度為950K～1100K。

本發明的一種鎢基非晶合金，進一步優化的合金化學成分按原子分數計，組成包括：W?35％～38％、Fe?20％～30％、B?10％～30％、C?3％～25％、Si?0～10％、Ni?0～10％、Cr?0～15％、Mn?0～10％、Mo?0～10％、Co?0～10％、Y?0～2％、Sc0～2％、Er?0～2％和Gd?0～2％，C與B的比例為0.65～1.0。非晶條帶的晶化溫度為980K～1100K。