[發明專利]一種同時提高鐵基非晶強度和塑性的方法

在審

• 申請號: 202010846622.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN114075641A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 黎明燦;管慧敏
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種同時提高鐵基非晶強度和塑性的方法。

2.具體實現流程如下：把預先經過精確配置并熔合成母合金的成分為(Fe_1/3Co_1/3Ni_1/3)_77.5Cr_2.5(P_1/2B_1/2)₂₀的合金與氧化物粉體一起置于石英管中，然后置于高溫爐中（恒溫溫度高于合金和氧化物粉末的熔點），合金被氧化物熔液包裹進行長時間提純；提純過程結束后，把合金放入特制的石英管（上半部分保持石英管原始形狀，下半部分采用火槍加熱至管壁軟化，隨后水平直線拉伸至目標直徑），并將該石英管上端開口連接至機械泵，對管內抽真空；用火槍加熱位于特制石英管上部的合金至充分熔化，然后向石英管中通入高純氬氣；合金熔液受到高壓氬氣的沖壓，進入石英管的目標直徑部分，此時利用火槍對合金樣品加熱，以確保其處于熔融狀態，隨后迅速將石英管插入水中，處于目標直徑部分的熔融合金將被快速冷卻，從而形成所需直徑的圓柱狀(Fe_1/3Co_1/3Ni_1/3)_77.5Cr_2.5(P_1/2B_1/2)₂₀塊體非晶合金。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，微量合金化之后的樣品相對原始合金而言，塑性變形能力顯著提高、同時屈服強度也有少量改善。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所用Fe、Co、Ni、Cr、Fe₃P、B元素的純度不低于98 wt.%。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，fluxing過程中所用粉體為質量比為3:1的無水B₂O₃與CaO。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，特制石英管是通過用火槍灼燒外徑為15mm/壁厚1 mm的普通石英管中部，三四分鐘以后，試管開始變得柔軟，把石英管移離火焰，同時雙手水平直線提拉管子兩端，試管冷卻下來就成為兩端外徑仍為15 mm 的石英管，而中部形成長度約80-100 mm，外徑約2-5 mm，壁厚約0.1-0.3 mm的薄壁細石英管，然后從中部將石英管燒斷并封口，制得所需的特制石英管（其上部為外徑15 mm/壁厚1 mm的粗石英管，而下部為長度約50-100 mm，外徑約2-3 mm，壁厚約0.1-0.3 mm 的薄壁細石英管，且尾部封口）。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，合金放入氧化物介質中進行fluxing提純，每隔半小時釋放一次潛熱，提純總時長為4小時。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，fluxing提純之前，先對石英管進行洗氣處理，即：先對石英管抽真空，然后充入高純氬氣，隨后再次抽真空和充氣，此過程反復進行三次。

9.最后保持石英管與機械泵的連接，以保證整個fluxing過程中管內真空度約為50Pa。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在特制的石英管中加熱合金前，應先通入0.9×10⁵ Pa的氬氣，以防止管子加入過程中因管內外壓差導致對向管壁粘連；熔化后通入1.5×10⁵ Pa的氬氣，對熔融合金進行保護。

11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進入特制石英管前端的細針狀部分的熔融合金，放入水中快速冷卻前，應在高溫爐（恒溫溫度為1290℃）中保溫30秒至一分鐘，以保證合金處于充分熔融狀態。

12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所制備樣品進行室溫單軸壓縮力學實驗，計算其屈服強度和塑性應變。