Увеличение стеклообразующей способности сплава Co41Fe7Cr15Mo14C15B6 при разбавлении редкоземельными металлами


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Эвтектические сплавы из-за своей низкоплавкости являются перспективными материалами для получения металлических стекол. В отличие от кристаллических сплавов, в стеклах отсутствует дальний порядок, что приводит к повышению твердости, механической прочности, коррозионной стойкости и магнитной проницаемости. Возможности использования данных материалов на практике регламентируются критическим диаметром, при котором еще возможно образование однофазного металлического стекла при закалке. Поэтому актуальной задачей в этой области исследований является повышение критического диаметра имеющихся аморфных сплавов. Одним из методов улучшения стеклообразующей способности сплавов является их разбавление более тугоплавкими металлами. В данной работе представлены рентгеноаморфные металлические стекла сплавов (Co41Fe7Cr15Mo14C15B6)100 – xRx с разбавлением редкоземельными металлами (R = Gd, Ho, La, Nd, Y, Yb; x = 0; 2). Методами рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии установлен критический диаметр, фазовый и элементный состав сплавов в зависимости от скорости закалки. Установлено, что добавление 2 ат. % Gd, Ho и Y значительно увеличивает стеклообразующую способность сплава Co–Fe–Cr–Mo–C–B. Методом спиннингования, при закалке на алюминиевом диске, вращающемся с линейной скоростью 11.5 м/с, получены ленты толщиной от 19 до 73 мкм. На поверхности лент были обнаружены редкие включения с высоким содержанием редкоземельных элементов вплоть до 35 ат. %, которые могут выступать в качестве центров кристаллизации.

Об авторах

И. В. Евдокимов

Институт металлургии Уральского отделения РАН

Email: ev.sterhov@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Е. В. Стерхов

Институт металлургии Уральского отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ev.sterhov@mail.ru
Россия, Екатеринбург

В. А. Быков

Институт металлургии Уральского отделения РАН

Email: ev.sterhov@mail.ru
Россия, Екатеринбург

К. Ю. Шуняев

Институт металлургии Уральского отделения РАН

Email: ev.sterhov@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Л. Д. Сон

Институт металлургии Уральского отделения РАН

Email: ev.sterhov@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Стародубцев Ю.Н. Теория и расчет трансформаторов малой мощности. М.: ИП РадиоСофт, 2005.
  2. Кейлин В.И., Дорощенко Б.Б., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н. Жесткий ленточный сердечник. Патент РФ 2 044 796, № 9 300 205/02; заявл. 11.01.1993, опубл. 27.09.1995.
  3. Кейлин В.И., Дорощенко Б.Б., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н., Хлопунов С.И. Жесткий ленточный сердечник с высокой магнитной проницаемостью. Патент РФ 2 041 282. № 93 002 058/02; заявл. 11.01.1993; опубл. 09.08.1995.
  4. Кейлин В.И., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н. Трансформатор. Патен РФ 2 041 514, № 92 010 326/02; заявл. 07.12.1992; опубл. 09.08.1995.
  5. Jang J., Tsai P., Shiao A., Li T., Chen C., Chu J., Dug J., Chen M., Chang S., Huang W. Enhanced cutting durability of surgical blade by coating with Fe-based metallic glass thin film // Intermetallic. 2015. 65. P. 56–60.
  6. Shen J., Chen Q., Sun J., Fan H., Wang G. Exceptionally high glass-forming ability of an FeCo–CrMoCBY alloy // Applied physics letters. 2005. 86. P. 151907-1–151907-3.
  7. Guo S.F., Chan K.C., Xie S.H., Yu P., Huang Y.J., Zhang H.J. Novel centimeter-size Fe-based bulk metallic glass with high corrosion resistance in simulated acid rain and seawater // J. Non-Crystalline Solids. 2013. 369. P. 29–33.
  8. Amiya K., Inoue A. Fe-(Cr,Mo)-(C,B)-Tm bulk metallic glasses with high strength and high glass-forming ability // Materials Transactions. 2006. 47. P. 1615–1618.
  9. Shen B., Kimira H., Inoue A., Mizushima T. Bulk glassy Fe78 – xCoxGa2P12C4B4 alloys with high saturation magnetization and good soft magnetic properties // Materials Transactions. 2001. 42. P. 1052–1055.
  10. Ponnambalam V., Poon S.J., Shiflet G.J. Fe-based bulk metallic glasses with diameter thickness larger than one centimeter // J. Mater. Res. 2004. 19. P. 1320–1323.
  11. Wang L., Chao Y. Corrosion behavior of Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2 bulk metallic glass in NaCl solution // Materials Letters. 2012. 69. P. 76–78.
  12. Pang S., Zhang T., Asami K., Inoue A. Formation of bulk glassy Fe75 – x – yCrxMoyC15B10 alloys and their corrosion behavior // J. Mater. Res. 2002. 17. P. 701–704.
  13. Duarte M.J., Klemm J., Klemm S.O., Mayrhofer K.J.J., Stratmann M., Borodin S., Romero A.H., Madinehei M., Serrano J., Gerstl S.S.A., Choi P.P., Raabe D., Renner F.U. Element-resolved corrosion analysis of stainless-type glass-forming steels // Science. 2013. 341. P. 372–376.
  14. Стародубцев Ю. Аморфные металлические материалы // Силовая электроника. 2009. № 2. С. 86–89.
  15. Men H., Pang S.J., Zhang T. Thermal stability and microhardness of new Co-based bulk metallic glasses // Materials Science and Engineering A. 2007. 449–451. P. 538–540.
  16. Lotfollahi Z., Garcia-Arribas A., Amirabadizadeh A., Orue I., Kurlyandskaya G.V. Soft magnetic Co-based Co–Fe–B–Si–P bulk metallic glasses with high saturation magnetic flux density of over 1.2 T // J. alloys and compounds. 2020. 843. P. 3–7.
  17. Maddala D.R., Hebert R.J. Sliding wear behavior of Fe50 – xCr15Mo14C15B6Erx (x = 0, 1, 2 at. %) bulk metallic glass // Wear. 2012. 294–295. P. 246–256.
  18. Chen Q., Zhang D., Shen J., Fan H., Sun J. Effect of yttrium on the glass-forming ability of Fe–Cr–Mo–C–B bulk amorphous alloys // J. Alloys and Compounds. 2007. 427. P. 190–193.
  19. Men H., Pang S.J., Zhang T. Effect of Er doping on glass-forming ability of Co50Cr15Mo14C15B6 alloy // J. Mater. Res. 2006. 21. P. 958–961.
  20. Men H., Pang S.J., Li R., Tao Z. Crystallization kinetics of Co48Cr15Mo14C15B6Er2 bulk metallic glass with high thermal stability // Chinese Phys. Lett. 2006. 23. P. 417–419.
  21. Turnbull D. Under what conditions can a glass be formed // Contemp. Phys. 1969. 10. P. 473–488.
  22. Lu Z.P., Tan H., Li Y., Ng S.C. The correlation between reduced glass transition temperature and glass forming ability of bulk metallic glasses // Scripta mater. 2000. 42. P. 667–673.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2.

Скачать (169KB)
3.

4.

Скачать (193KB)
5.

Скачать (85KB)

© И.В. Евдокимов, Е.В. Стерхов, В.А. Быков, К.Ю. Шуняев, Л.Д. Сон, 2023