工业级原料制备铁基非晶复合材料及其性能研究

发布时间：2023-05-07 18:14

　　本文采用熔剂包覆法+磁悬浮熔炼-负压吸铸法,由工业原料制备出具有优异力学性能和磁学性能的耐蚀铁基非晶复合材料试样,并研究了包覆剂碱度对合金组织结构和室温力学性能的影响,以及不同种类稀土元素合金化对非晶材料的电化学腐蚀性能及室温磁学性能的影响。研究表明,利用工业级纯度的Q235钢及Fe-Cr合金,通过加入包覆剂并调整碱度R(R=0、2、3、4、5、6)优化去除工业原料中的杂质元素,制备出的Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C铁基非晶复合材料,其中晶体相为过冷奥氏体相(CFe_15.1)和铁素体相(Fe-Cr)。在压缩承载后奥氏体发生马氏体相转变,增强增韧的同时提高加工硬化程度,室温综合力学性能优异。随着包覆剂碱度的增加,非晶复合材料的弹性模量、塑性应变和断裂强度均呈现先增大后减小的趋势,R=4时(即CaO:Fe₂O_3:SiO₂=4:5:1)非晶复合材料的室温断裂强度高达5773.72MPa,压缩塑性值达到56.45%。在Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C(R=4)合金基础上添加不同稀土元素...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 块体非晶合金
        1.1.1 非晶合金概念及发展历史
        1.1.2 块体非晶合金
    1.2 非晶复合材料
        1.2.1 非晶复合材料
        1.2.2 块体非晶复合材料
    1.3 铁基块体非晶复合材料
        1.3.1 铁基块体非晶合金
        1.3.2 铁基块体非晶复合材料
    1.4 基于工业原料制备Fe基非晶复合材料
        1.4.1 工业原料制备非晶合金
        1.4.2 Fluxing净化技术
        1.4.3 Fluxing技术对合金性能的影响
    1.5 稀土元素在非晶合金中的应用
    1.6 课题研究意义及主要内容
第2章 实验样品的制备与分析方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 合金成分的配制
    2.2 合金试样制备
        2.2.1 合金熔炼设备
        2.2.2 实验设备原理
        2.2.3 非晶复合材料试样的制备
    2.3 试样性能检测
        2.3.1 实验技术路线
        2.3.2 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.3 透射电镜(TEM)分析
        2.3.4 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)检测
        2.3.5 室温力学性能测试
        2.3.6 扫描电镜(SEM)分析
        2.3.7 腐蚀性能测试
        2.3.8 磁学性能测试
第3章 工业原料制备铁基非晶复合材料及其力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
    3.3 铁基非晶复合材料微观组织分析
    3.4 室温力学性能分析
        3.4.1 力学性能分析
        3.4.2 CaO-Fe₂O₃-SiO₂ 包覆剂碱度影响的分析
        3.4.3 试样断口形貌的分析
    3.5 本章小结
第4章 稀土元素对铁基非晶复合材料腐蚀性能影响
    4.1 引言
    4.2 实验材料及实验方法
    4.3 1MHCl溶液腐蚀结果及分析
        4.3.1 微观组织结构分析
        4.3.2 电化学腐蚀性能
        4.3.3 腐蚀形貌分析
    4.4 1MNaOH溶液腐蚀结果及分析
        4.4.1 电化学腐蚀性能
        4.4.2 腐蚀形貌分析
    4.5 本章小结
第5章 稀土元素对铁基非晶复合材料软磁性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验材料与实验方法
    5.3 稀土元素对铁基非晶复合材料软磁性能的影响
        5.3.1 稀土元素对铁基非晶合金软磁性能的影响
        5.3.2 合金体系饱和磁化强度分析
        5.3.3 合金体系矫顽力分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3811080