[01137315]一种耐蚀软磁非晶钢

1.课题来源与背景 本发明涉及铁基非晶复合材料领域,具体是耐蚀软磁非晶复合结构钢技术。铁基非晶合金由于原子排列在三维空间为拓扑无序的玻璃态、而在不超过4-5个原子间距存在1.5nm范围内的化学短程有序或拓扑短程有序区,无位错、晶界、偏析等结晶缺陷,具有接近于理论极限的断裂强度、优异的软磁性能和耐腐蚀性能。 2.研究目的与意义 本发明的目的是提供一种新型耐蚀、软磁、高强韧的非晶复合结构钢。 3.主要论点与论据 通过调控元素含量获得非晶基体中原位析出奥氏体和铁素体相的非晶复合结构钢,耐海水腐蚀并具备良好软磁性能,且在加载时表现出高强度的同时具有良好韧塑性。Mn和C元素能够稳定奥氏体相,Cr和Si元素能够稳定铁素体相;另一方面类金属与金属组元有负的较大原子对混合焓,并提高混合熵△Smix和原子尺寸差δ,提高非晶形成能力。Cr元素为影响耐蚀性能的主要元素,其标准电极电位和费米能级分别为-0.71V和1.11*10-18/J,在海水中形成稳定Cr2O3钝化膜,其电子密度差和杂化轨道数比Fe2O3的大两个数量级,电极电位较高,属于n型半导体。本发明非晶复合结构钢的室温压缩力学性能其断裂强度超过2.6GPa,屈服强度高达790MPa和978MPa,合金在应力加载过程中均表现出高强度和大塑性,且伴随显著的加工硬化行为。本发明具有良好的耐海水腐蚀性能,与AISI304不锈钢相比其自腐蚀电位低,腐蚀热力学倾向小;极化电阻高,自腐蚀电流小,腐蚀的动力学速率低。本发明具有良好的软磁性能,VSM磁化性能测试结果表明其饱和磁感应强度高于2.78T,矫顽力低于20.24 A·m-1。 4.创见与创新 本发明的非晶复合钢其组织为奥氏体+铁素体/非晶复合结构,高强高韧同时耐海水腐蚀并表现出良好的软磁性,按原子百分比计包括如下成份：C：0.9%;Mn：14.3%;Si：9.3%;Cr：13.1或14.1%,其余为Fe元素。 5.社会经济效益,存在的问题 开发新型耐蚀、软磁、高强韧的非晶复合结构钢将广泛应用于海洋坏境及高效节能技术领域。