[發明專利]一種各向異性鋁基復相非晶合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201310584455.8
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104651757A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 楊紅旺;沈瑩瑩;王瑞春;李榮德
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C22C45/08
• 分類號: C22C45/08;C22C1/02;C22F1/04;C22F3/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

?本發明涉及一種各向異性鋁基復相非晶合金及其制備方法，屬于金屬材料領域。

背景技術

隨著部可再生能源的逐漸減少和節能減排的需求，越來越要求使用輕質材料替代廣泛應用的黑色金屬材料，鋁合金是最常用的輕金屬材料之一。鋁基非晶及其非晶復合材料具有優異的力學性能，具有很強的使用價值。1988年美國的Poon研究組和日本的Inoue研究組分別獨立發現鋁基非晶合金。大部分鋁基非晶合金的拉伸強度都超過1000?MPa，更有些可達1500MPa，大大高于傳統Al合金的強度（可達合金鋼的水平，而密度不到鋼的二分之一），且兼備了良好的韌性和耐腐蝕性等優異的綜合性能，以及鋁合金的輕質和比較低廉的價格等優點。

鋁基非晶合金是一種具有廣闊應用前景的新型結構材料。鋁基非晶合金部分晶化后，可獲得納米晶/非晶復合材料，拉伸強度可達高達1980?MPa。該納米晶/非晶復合材料，非晶基體上彌散分布著納米鋁晶體，對非晶合金起到了增強相的作用。納米鋁的尺寸、形態、分布，以及剩余非晶基體的成分及分布對材料的性能具有極其重要的影響。

發明內容

發明目的：

本發明的目的在于提供一種各向異性鋁基復相非晶合金及其制備發法，該復合材料可作為各向異性材料使用在特殊的力學性能及此性能要求的場合。

技術方案：

本發明是通過以下技術方案實施的：

一種各向異性鋁基復相非晶合金，其特征在于：所述非晶合金由下述元素組成，原子百分比:?Y?4?~?8，Ni?0?~?8，Co?0?~?4，Fe?0?~?6，Al余量；Ni、Co和Fe總含量不小于4%且不大于10%。

所述非晶合金的組成元素純度分別為Al、Ni、Co、Fe>?99.9%，Y>?99%。

一種如上所述各向異性鋁基復相非晶合金的其制備方法，其特征在于：該方法步驟如下：

（1）使用電弧爐熔煉相應合金成分的母合金，使用噴鑄法或熔體甩帶法制備塊體或條帶狀完全非晶合金材料；

（2）把制備好的完全非晶合金按所需方向裝入有磁場控制的熱處理爐中，調節磁場強度至設定值0.5~20T；

（3）調節熱處理爐溫度值設定溫度100~?350℃，保溫時間1~?60min，關閉磁場，樣品隨爐冷卻或取出樣品后空冷至室溫。

在磁場熱處理保溫過程中，改變磁場樣品相對方向獲得各向同性材料。

優點和效果：

制備過程中引入磁場可以更好地控制合金組織的各向異性和性能的各向異性；該方法制備的各向異性材料具有非晶基體，合金具有更高的強度等優異的力學性能。

附圖說明

圖1?是磁場熱處理所獲得非晶復相合金的X射線衍射圖；

圖2?是磁場熱處理所獲得各向異性非晶復相合金的透射電子顯微鏡觀測到的顯微組織圖，圖2（a）TEM暗場像，圖2（b）選區電子衍射；

圖3是磁場熱處理所獲得各向同性非晶復相合金的透射電子顯微鏡觀測到的顯微組織圖，圖3（a）TEM暗場像，圖3（b）選區電子衍射。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行進一步說明：

本發明在鋁基非晶合金的晶化過程中引入磁場，控制析出納米鋁晶體的尺寸、形態及分布，制備微觀組織可控的鋁基非晶復合材料。

本發明涉及一種各向異性鋁基復相非晶合金，所述非晶合金由下述元素組成，原子百分比:?Y?4?~?8，Ni?0?~?8，Co?0?~?4，Fe?0?~?6，Al余量；其中Ni、Co和Fe總含量不小于4%且不大于10%。

上述組成進一步可為：Y?4?~?8，Ni?1~?8，Co?1?~?4，Fe?1?~?6，Al余量。

所述非晶合金的組成元素純度分別為Al、Ni、Co、Fe均＞99.9%，Y＞99%。

一種如上所述各向異性鋁基復相非晶合金的其制備方法，該方法步驟如下：

（1）使用電弧爐熔煉相應合金成分的母合金，使用噴鑄法或熔體甩帶法制備塊體或條帶狀完全非晶合金材料；

（2）把制備好的完全非晶合金按所需方向裝入有磁場控制的熱處理爐中，調節磁場強度至設定值0.5~20T；

（3）調節熱處理爐溫度值設定溫度100~?350℃，保溫時間1~?60min，關閉磁場，樣品隨爐冷卻或取出樣品后空冷至室溫。

在磁場熱處理保溫過程中，可改變磁場樣品相對方向獲得各向同性材料。