[發(fā)明專利]一種耐蝕軟磁非晶鋼

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811286516.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109338242A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙燕春;孫浩;楊壯;趙鵬彪;丁雨田;寇生中;蔣建龍;毛雪晶
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/34
• 分類號(hào): C22C38/34;C22C38/38;H01F1/147
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 董斌

一種耐蝕軟磁非晶鋼，按原子百分比計(jì)，包括如下成份：C：0.9~2.5%；Mn：14.3%~18.6%；Si：9.3%~9.5%；Cr：13.1%~15.8%，其余為Fe元素，本發(fā)明的非晶復(fù)合鋼其組織為奧氏體+鐵素體/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)高韌同時(shí)耐海水腐蝕并表現(xiàn)出良好的軟磁性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵基非晶復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是耐蝕軟磁非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)。

背景技術(shù)

鐵基非晶合金由于原子排列在三維空間為拓?fù)錈o序的玻璃態(tài)、而在不超過4-5個(gè)原子間距存在1.5nm范圍內(nèi)的化學(xué)短程有序或拓?fù)涠坛逃行騾^(qū)，無位錯(cuò)、晶界、偏析等結(jié)晶缺陷，具有接近于理論極限的斷裂強(qiáng)度、優(yōu)異的軟磁性能和耐腐蝕性能。開發(fā)新型耐蝕、軟磁、高強(qiáng)韌的非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼將廣泛應(yīng)用于海洋壞境及高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐蝕軟磁非晶鋼。

本發(fā)明是一種耐蝕軟磁非晶鋼，按原子百分比計(jì)，包括如下成份：C：0.9%；Mn：14.3%；Si：9.3%；Cr：13.1或14.1%，其余為Fe元素。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的非晶復(fù)合鋼其組織為奧氏體+鐵素體/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)高韌同時(shí)耐海水腐蝕并表現(xiàn)出良好的軟磁性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼的XRD衍射曲線。本發(fā)明實(shí)施例的組織為奧氏體+鐵素體/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)，圖2為本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼的室溫壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線，圖3為本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼在海水中的電化學(xué)極化曲線，圖4為本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼1的VSM磁化曲線，圖5為本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼2的VSM磁化曲線。

具體實(shí)施方式

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：通過調(diào)控元素含量獲得非晶基體中原位析出奧氏體和鐵素體相的非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼，耐海水腐蝕并具備良好軟磁性能，且在加載時(shí)表現(xiàn)出高強(qiáng)度的同時(shí)具有良好韌塑性。

所述的耐蝕軟磁非晶鋼按原子百分比包括如下成份：C：0.9%；Mn：14.3%；Si：9.3%；Cr：13.1或14.1%，其余為Fe元素。

Mn和C元素能夠穩(wěn)定奧氏體相，Cr和Si元素能夠穩(wěn)定鐵素體相；另一方面類金屬與金屬組元有負(fù)的較大原子對混合焓，并提高混合熵△S_mix和原子尺寸差δ，提高非晶形成能力。Cr元素為影響耐蝕性能的主要元素，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位和費(fèi)米能級(jí)分別為-0.71V和1.11*10^-18/J，在海水中形成穩(wěn)定Cr₂O₃鈍化膜，其電子密度差和雜化軌道數(shù)比Fe₂O₃的大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，電極電位較高，屬于n型半導(dǎo)體。

以下通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例的冶煉是在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行，其化學(xué)成分列于表1，鋼錠均采用相同規(guī)格的銅模鑄造成試棒，再分別進(jìn)行室溫力學(xué)性能測試、海水中的電化學(xué)極化性能測試和VSM磁化性能測試，檢測結(jié)果列于表2，3和4。

表1是本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分(按原子百分?jǐn)?shù)計(jì))。表1中所列本發(fā)明實(shí)施例的熱力學(xué)參數(shù)，成分1的混合熵△S_mix=1.10，混合焓△H_mix=-14.378，原子尺寸差δ=3.646；成分2的混合熵△S_mix=1.12，混合焓△H_mix=-14.388，原子尺寸差δ=3.645。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼試棒的非晶基體上均有fcc結(jié)構(gòu)的γFe相和bcc結(jié)構(gòu)的αFe相析出。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼的室溫壓縮力學(xué)性能其斷裂強(qiáng)度超過2.6GPa，屈服強(qiáng)度高達(dá)790MPa和978MPa，試棒在應(yīng)力加載過程中均表現(xiàn)出高強(qiáng)度和大塑性，且伴隨顯著的加工硬化行為。