[发明专利]一种非晶合金材料及其制备工艺

说明书

本申请涉及金属材料技术领域，具体公开了一种非晶合金材料及其制备工艺，一种非晶合金材料，其包括如下重量百分含量的元素：铁88‑92%、铬0.08‑0.1%、铜0.3‑0.5%、硅4‑6%、硼2‑3%、碳0.05‑0.1%和钛0.4‑0.8%，余量为不可避免的杂质。本申请得到的非晶合金材料的维氏硬度为635‑689，冲蚀磨损单位失重量最低为3.7 mg/h，饱和磁感应强度最高可达1.40T，具有较高的硬度、抗冲蚀磨损能力和磁性能。且本申请得到的非晶合金材料的年腐蚀速率最低可为4.1×10^‑2 mm/a，提高了非晶合金材料的耐腐蚀性。

技术领域

本申请涉及金属材料领域，更具体地说，它涉及一种非晶合金材料及其制备工艺。

背景技术

非晶合金材料是通过较高冷却速度使合金熔体中的原子来不及有序排列，从而将液态的无序原子结构保留到固态的金属合金，因非晶合金材料具有较高的强度和耐磨性而被广泛应用于军工、航空航天及石化等领域。铁基非晶合金为非晶合金材料中较为常见的一种，在实际实用过程中，其耐腐蚀性能较差，难以满足在潮湿、含盐和含碱等恶劣环境下使用的需求。

相关技术中，为了改善铁基非晶合金材料的耐腐蚀性，通常在铁基非晶合金材料原料中加入铜、镍元素，使铜、镍元素在非晶合金材料的表面形成钝化膜，但其耐腐蚀性仍旧较低。且在非晶合金材料中加入铬元素时，铬元素含量要大于12％才会使非晶合金材料表现出良好的耐腐蚀性，但大量使用铬元素会对土壤、水源会造成污染，对环境造成危害。因此，如何制造出耐腐蚀性高的非晶合金材料从而取代传统金属材料是非晶合金材料研究中的重大课题。

发明内容

为了提高非晶合金的耐腐蚀性，本申请提供了一种非晶合金材料及其制备工艺。

第一方面，本申请提供一种非晶合金材料，其采用如下技术方案：

一种非晶合金材料，其包括如下重量百分含量的元素：铁88-92％、铬0.08-0.1％、铜0.3-0.5％、硅4-6％、硼2-3％、碳0.05-0.1％和钛0.4-0.8％，余量为不可避免的杂质。

本申请非晶合金材料元素可选用铁90-92％、铬0.08-0.1％、，铜0.3-0.5％、硅4-5％、硼2-3％、碳0.05-0.1％和钛0.4-0.8％，可选用各自范围内的任一值，且能提高非晶合金材料的耐腐蚀性，且当铁91％、铬0.09％、铜0.4％、硅5.43％、硼2％、碳0.08％和钛0.6％，效果最佳。

通过采用上述技术方案，以铁为基础元素，具有高饱和磁感应强度、高硬度和高耐蚀性。铬元素可弥补合金在腐蚀过程中空隙及氧化缺陷引起的贫铬区中Cr的不足，提高非晶合金材料的耐腐蚀性能。铜可提高非晶合金体系的混乱度，从而改变非晶合金的非晶形成能力。硅元素的加入有利于提升非晶合金的热稳定性、耐蚀性能和钝化膜的稳定性。硼可提高非晶合金材料的硬度和热稳定性。碳可有效的增强金属材料的耐腐蚀效果。钛可促进非晶合金的形成，提高非晶合金材料的耐腐蚀性。

作为优选：所述非晶合金材料还包括如下重量百分含量的元素：锆0.4-0.8％。

本申请非晶合金材料元素可选用铁90-92％、铬0.08-0.1％、，铜0.3-0.5％、硅4-5％、硼2-3％、碳0.05-0.1％、锆0.4-0.8％和钛0.4-0.8％，可选用各自范围内的任一值，且能提高非晶合金材料的耐腐蚀性，且当铁90.57％、铬0.09％、铜0.4％、硅5.52％、硼2％、碳0.08％、锆0.44％和钛0.6％，效果最佳。

通过采用上述技术方案，加入锆元素增强了非晶合金中的原子间作用，可显著降低凝固过程中的结晶温度区间，提高合金的非晶形成能力和压缩断裂强度。且锆元素和硼元素可协同促进非晶合金的形成。

作为优选：所述锆与硼的重量百分比为1：(3-6)。

通过采用上述技术方案，调节锆与硼的重量百分配比，可进一步提高非晶合金材料的耐腐蚀性能。