[发明专利]金属富勒氏体的固态铁-碳基体及其形成方法

权利要求书

1、一种含有金属-碳基体的金属固体，其特征在于所述的金属固体是一种同素异构金属和该同素异构金属的金属富勒氏体的基体。

2、权利要求1的金属固体，其中同素异构金属选自：铝、铬、钴、铜、铁、钼、镍、铂、钛、钨，以及钒。

3、权利要求1的金属固体，其中所述金属富勒氏体包括在分子中具有60和70个碳原子的富勒氏球。

4、一种金属固体，该固体包含铁和铁一碳富勒氏球的铁一碳基体。

5、权利要求4的金属固体，该固体含有约0.35和7.0%（重量）之间的碳。

6、权利要求4的金属固体，该固体包括一种形成结构产物的铸件。

7、一种金属固体，其特征在于该固体甚至在没有合金化时具有优良的金属性能，所述固体包括：其中含碳量在约0.35和7.0%（重量）之间的铁和铁-碳富勒氏体的铁-碳基体;并且其中铁富勒氏体具有的结构选自：封闭在富勒氏球分子中的单个铁原子;在多外铁原子周围包裹的富勒氏球分子;以及它们的结合。

8、一种形成铁-碳钢的方法，该钢具有优良的耐磨性，与淬透性相结合的延性，以及自回复特性，其特征在于在通过冷却曲线的一个点时（在该点固化金属通过由熔体中全部铁和碳所确定的金属的同素异构转化阶段）中断并短暂保持铁-碳熔态，经过足以使碳形成金属富勒氏体相的时间周期，形成包含铁和铁-碳富勒氏体的铁-碳基体的金属固体。

9、一种在同素异构金属中形成金属富勒氏体以制备具有优良耐磨性，与淬透性相结合的延性，以及自回复特性的金属的方法，其特征在于该方法包括在其量足以使混合物具有所需碳含量的相同同素异构金属组分的混合物中形成富勒氏球;

将该混合物加热到一定温度，在该温度下高碳组分将会是液态，而该温度低于低碳成分将会是液态的温度;以及

通过进一步将该混合物加热至含有所需碳含量的混合物的同素异构转化温度范围内的温度，并在该温度下短暂保持该混合物经过足以使存在的碳形成富勒氏球的时间，在混合物中形成富勒氏球。

10、权利要求9的方法，其中将混合物加热的步骤其特征在于将其量足以形成含有所需碳含量的混合物的相同同素异构金属的高碳同素异构金属组分和低碳同素异构金属组分的混合物加热到一定温度，在该温度下高碳成分将会是液态而该温度低于低碳组分将会是液态的温度。

11、权利要求10的方法，其特征在于还有如下步骤：以足以形成含所需碳含量的混合物的量将相同同素异构金属的高碳同素异构金属组分和低碳同素异构金属组分混合;然后将该混合物加热至一定温度，在该温度下高碳成分将会是液态而该温度低于低碳成分将会是液态的温度。

12、权利要求11的方法，其特征在于还有如下步骤：通过进一步将该混合物加热至含所需碳含量的混合物同素异构转化温度范围内的温度，并在该温度下短暂保持经过足以使所存在的碳形成富勒氏球的时间，在混合物中形成富勒氏球的步骤之后，将该混合物冷却至金属固体形式。

13、权利要求11的方法，其中将高碳同素异构金属组分和低碳同素异构金属组分混合的步骤包括将这些成分混合，其中同素异构金属选自：铝、铬、钴、铜、铁、钼、镍、铂、钛、钨和钒。

14、权利要求11的方法，其中将混合物加热的步骤包括：将混合物加热至一定温度，在该温度下高碳组分将会是液态，而低碳组分将会是固态，并且在该温度下由该混合物所确定的固体将保持固态直至在该温度下混合物达到平衡;将混合物加热至更高温度，在该温度下该混合物部分是液态，部分是同素异构固体。

15、权利要求11的方法，其中形成富勒氏球的步骤包括增加为在含所需碳含量混合物的同素异构转化温度范围内短暂保持该温度所需的热量。