一种耐腐蚀软磁高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐腐蚀软磁高熵合金及其制备方法，所述耐腐蚀软磁高熵合金的通式为(Fe

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀软磁高熵合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金技术，尤其涉及一种耐腐蚀软磁高熵合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前工业上常用的软磁材料包括硅钢，铁钴合金，铁镍合金等传统合金，这些金属材料均无法满足在极端环境，尤其是海洋环境中应用的耐腐蚀要求。海洋环境中应用的软磁合金不仅要求合金具有优异的软磁性能，对合金的耐腐蚀能力也有极高的要求，海洋环境中合金极易发生腐蚀，尤其是点蚀现象，对合金造成巨大损伤，导致合金的失效。目前，常用的软磁合金大都不含耐腐蚀元素铬，或者含量很低，因此耐腐蚀能力差，达不到海洋环境中的应用要求。并且由于耐腐蚀的重要组成元素铬是具有反铁磁性，铬元素的添加会损害合金磁性能，甚至使合金消磁，这限制了耐腐蚀软磁合金的成分设计和应用。
[0003]所以，亟待解决腐蚀性能和软磁性能之间的矛盾，获得耐腐蚀性能优异的软磁材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对传统软磁材料的腐蚀性能和软磁性能之间矛盾的问题，提出一种耐腐蚀软磁高熵合金，该合金软磁性能优异，海洋环境中具有优秀的耐腐蚀性能，同时铸态下具有良好的力学性能。该耐腐蚀软磁高熵合金的综合性能远超大部分传统软磁合金。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种耐腐蚀软磁高熵合金，其通式为(Fe
2.25
Co
1.25
Cr)
100
‑
t
(Al
a
Si
b
Mo/>c
)
t
，其中(Al
a
Si
b
Mo
c
)的原子摩尔含量为3％
‑
20％,(Fe
2.25
Co
1.25
Cr)的原子摩尔含量为80％
‑
97％，其中a,b,c为摩尔比，分别为0≤a≤2，0≤b≤1，0≤c≤1，0<t<20。
[0006]进一步的，所述耐腐蚀软磁高熵合金中3<t<16。
[0007]进一步地，所述耐腐蚀软磁高熵合金中0≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.2。
[0008]本专利技术的另一个目的还公开了一种耐腐蚀软磁高熵合金的制备方法，包括以下步骤：将Fe、Co、Cr、Si、Mo和Al按照配比堆放后采用真空磁悬浮熔炼或真空电弧熔炼，获得耐腐蚀软磁高熵合金。
[0009]进一步地，所述真空磁悬浮或真空电弧熔炼过程包括以下步骤：熔配合金时，所述Al、Si放在最下面，所述Fe、Co、Mo和Cr放在最上面。
[0010]进一步地，在真空磁悬浮或真空电弧熔炼过程中，抽真空至5
×
10
‑3Pa—3
×
10
‑3Pa，然后反冲氩气至0.03Mpa—0.05Mpa，能很好的保护所熔炼的合金不发生氧化。
[0011]进一步地，所述真空电弧熔炼时，合金铸锭翻转熔炼五至七次，以保证成分均匀。
[0012]进一步地，所述真空磁悬浮熔炼时，合金铸锭翻转熔炼四至六次，以保证成分均匀。
[0013]进一步地，Fe、Co、Cr、Si、Mo和Al皆选用纯度为99.5wt％以上的工业级纯原料。
[0014]本专利技术的另一个目的还公开了所述耐腐蚀软磁高熵合金在腐蚀环境下应用的电机、电磁阀等电磁领域设备中磁芯等关键金属部件的用途。
[0015]本专利技术耐腐蚀软磁高熵合金配方科学、合理，其制备方法简单、易行。本专利技术所述耐腐蚀软磁高熵合金与现有技术相比较具有以下优点：
[0016]1、本专利技术耐腐蚀软磁高熵合金包含了特定的元素选择和组配，其中Cr、Si、Mo能提高合金的耐腐蚀性；Fe和Co元素能提高合金的磁性能；Al、Si元素提高合金的力学性能。这些元素在特定配比下，具有鸡尾酒效应能够使合金同时具有优异的软磁性能，耐腐蚀性能和良好的力学性能。
[0017]2、该合金铸态下力学性能优良，在非自耗真空电弧熔炼条件下得到的铸锭，无需经过任何热处理工艺和变形强化工艺处理，其室温下压缩屈服强度均超1100Mpa，应变超过33％，合金维氏硬度超过469Hv。
[0018]3、本专利技术耐腐蚀软磁高熵合金具有优异的软磁性能，其饱和磁化强度(M
S
)超过141emu/g，矫顽力(H
C
)小于2.9Oe，电阻率大于110μΩ
·
cm。
[0019]4、本专利技术的耐腐蚀软磁高熵合金具有优异的耐腐蚀性能，在3.5wt.％NaCl(模拟海水)溶液中耐腐蚀能力优秀，耐点蚀能力超过304不锈钢，钝化膜稳定性远超304不锈钢。
[0020]5、本专利技术耐腐蚀软磁高熵合金中的各元素容易获得，合金的制备方法简单，采用常规的真空电弧熔炼或真空磁悬浮熔炼即可。该合金不需要热处理和后续复杂的加工工艺，即能拥有优良的软磁性能，耐腐蚀性能和力学性能。
[0021]综上，本专利技术的耐腐蚀高熵合金，具有优秀的耐腐蚀能力，优秀的软磁性能和良好的力学性能，综合性能远超大部分传统软磁合金，在电磁领域具有广泛的应用前景。
附图说明
[0022]图1中(a)为实施例1耐腐蚀软磁高熵合金在室温下的磁滞回线，(b)为该磁滞回线的中心局部放大图；
[0023]图2为实施例1耐腐蚀软磁高熵合金在3.5wt.％NaCl溶液中电化学腐蚀试验的动电位极化曲线图；
[0024]图3为实施例1耐腐蚀软磁高熵合金XRD衍射分析图谱；
[0025]图4为实施例1耐腐蚀软磁高熵合金室温压缩性能曲线；
[0026]图5为实施例1耐腐蚀软磁高熵合金室温下维氏硬度图；
[0027]图6中(a)为实施例2耐腐蚀软磁高熵合金在室温下的磁滞回线，(b)为该磁滞回线的中心局部放大图；
[0028]图7为实施例2耐腐蚀软磁高熵合金在3.5wt.％NaCl溶液中电化学腐蚀试验的动电位极化曲线图；
[0029]图8为实施例2耐腐蚀软磁高熵合金XRD衍射分析图谱；
[0030]图9为实施例2耐腐蚀软磁高熵合金室温压缩性能曲线；
[0031]图10为实施例2耐腐蚀软磁高熵合金室温下维氏硬度图。
具体实施方式
[0032]以下结合实施例对本专利技术进一步说明：
[0033]实施例1
[0034]本实施例公开了一种Fe
‑
Co
‑
Cr
‑
Al耐腐蚀软磁高熵合金，其通式为(Fe
2.25
Co
1.25
Cr)
94
Al6。
[0035](Fe
2.25
Co
1.25
Cr)
94
Al6具体制备方法如下：将原料Fe、Co、Ni、Cr和Al按照通式所示摩尔比堆放，其中Fe、Co、Ni、Cr和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀软磁高熵合金，其特征在于，其通式为(Fe
2.25
Co
1.25
Cr)
100
‑
t
(Al
a
Si
b
Mo
c
)
t
，其中(Al
a
Si
b
Mo
c
)的原子摩尔含量为3％
‑
20％,(Fe
2.25
Co
1.25
Cr)的原子摩尔含量为80％
‑
97％，其中a,b,c为摩尔比，分别为0≤a≤2，0≤b≤1，0≤c≤1，0<t<20。2.根据权利要求1所述耐腐蚀软磁高熵合金，其特征在于，其中3<t<16。3.根据权利要求1所述耐腐蚀软磁高熵合金，其特征在于，其中0≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.2。4.一种权利要求1
‑
3任意一项所述耐腐蚀软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢一平，段嘉诚，王明亮，李廷举，王同敏，曹志强，接金川，康慧君，张宇博，陈宗宁，郭恩宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：