铁基非晶合金的形成能力及力学性能研究

论文摘要

采用工业原材料，在铜模铸造条件下，制备了一系列铁基块体非晶合金，采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析了合金的微观组织和相组成。采用差示扫描量热计（DSC）对非晶合金样品进行了热分析，采用单轴压缩试验对样品的力学性能进行了研究。实验结果表明，在Fe48Cr15Mo14C15B6Y2合金中以Nb代替部分Fe可显著提高合金的非晶形成能力和压缩断裂强度。其中，合金Fe46Cr15Mo14C15B6Y2Nb2具有最好的非晶形成能力，非晶样品的直径尺寸达到了7mm。而Fe47Cr15Mo14Cl5B6Y2Nb1非晶合金的压缩断裂强度达到了3645．7MPa。在Fe64．5-x-yCoxMo14C15B6Er0.5My（x=3，y=2，3；x=5，y=2，3；M=Ni，Nb）合金系中，合金Fe64.5-x-yCoxMo14C15B6Er0．5Niy（x=3，y=2，3；x=5，y=2，3）和Fe59.5Co5Mo14C15B6Er0.5Nb2均可获得直径为2mm的块体非晶合金。其中，合金Fe58．5Co3Mo14C15B6Er0.5Ni3具有最好的综合力学性能，断裂强度达到3890 MPa，塑性变形量为2．7％。而含Nb的FeCoMoCBEr非晶合金几乎没有塑性。稀土合金元素Er对Fe65-xMo12C15B6ErxNi2合金的非晶形成能力和力学性能具有显著的作用。其中，Fe64.5Mo12C15B6Er0.5Ni2具有最高的断裂强度和塑性变形量（分别为3350．1MPa和2．6％）。合金Fe64Mo12C15B6Er1Ni2的断口有脉络纹，合金Fe63Mo12C15B6Er2Ni2有最好的非晶形成能力，其非晶合金样品的最大直径达到了3mm。SEM断口分析表明，具有塑性变形的非晶合金的断口表面有明显的相互撕裂和黏性流动的特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 非晶合金的研究概况
• 1.2 铁基块体非晶合金研究
• 1.2.1 铁基磁性非晶合金的发现与发展
• 1.2.2 铁基块体非晶合金性能及应用
• 1.2.3 铁基磁性块体非晶合金的研究现状
• 1.3 块体非晶合金的形成机理及制备方法
• 1.3.1 块体非晶形成机理
• 1.3.2 块体非晶合金形成能力
• 1.3.3 块体非晶合金的制备方法
• 1.4 本课题的意义和内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 母合金的制备
• 2.3.2 非晶试样的制备
• 2.3.3 显微组织观察
• 2.3.4 X射线衍射分析
• 2.3.5 热稳定性分析
• 2.3.6 力学性能测试
• 2.3.7 断口形貌观察
• 第三章 Nb对Fe-Cr-Mo-C-B-Y系列合金非晶形成能力和力学性能的影响
• 3.1 简介
• 3.2 结果与讨论
• 48-xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂Nb_x（x=0,1,2,3）合金的非晶形成能力'>3.2.1 Fe_48-xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂Nb_x（x=0,1,2,3）合金的非晶形成能力
• 48-xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂Nb_x（x=0,1,2,3）合金的力学性能'>3.2.2 Fe_48-xCr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂Nb_x（x=0,1,2,3）合金的力学性能
• 3.3 小结
• 第四章 Fe-Co-Mo-C-B-Er-M（M=Ni,Nb）系列高强度塑性非晶合金的研究
• 4.1 简介
• 4.1.1 成分设计准则
• 4.1.2 成分设计思想
• 4.2 结果与讨论
• 64.5-x-yCo_xMo₁₄C₁₅B_Er_0.5M_y（x=3,y=2,3;x=5,y=2,3;M=Ni,Nb）合金的非晶形成能力'>4.2.1 Fe_64.5-x-yCo_xMo₁₄C₁₅B_Er_0.5M_y（x=3,y=2,3;x=5,y=2,3;M=Ni,Nb）合金的非晶形成能力
• 64.5-x-yCo_xMo₁₄C₁₅B₆Er_0.5M_y（x=3,y=2,3;x=5,y=2,3;M=Ni,Nb）合金的力学性能'>4.2.2 Fe_64.5-x-yCo_xMo₁₄C₁₅B₆Er_0.5M_y（x=3,y=2,3;x=5,y=2,3;M=Ni,Nb）合金的力学性能
• 4.3 小结
• 第五章 稀土元素Er对Fe-Mo-C-B-Ni系列合金非晶形成能力和力学性能的影响
• 5.1 简介
• 5.2 结果与讨论
• 65-xMo₁₂C₁₅B₆Er_xNi₂（x=0.5,1,1.5,2）合金的非晶形成能力'>5.2.1 Fe_65-xMo₁₂C₁₅B₆Er_xNi₂（x=0.5,1,1.5,2）合金的非晶形成能力
• 65-xMo₁₂C₁₅B₆Er_xNi₂（x=0.5,1,1.5,2）合金的力学性能'>5.2.2 Fe_65-xMo₁₂C₁₅B₆Er_xNi₂（x=0.5,1,1.5,2）合金的力学性能
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢