Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hợp kim thủy tinh (Fe,Co,Ni)–B–Si–Nb có độ bền siêu cao và một số tính chất dẻo
Tóm tắt
Hợp kim thủy tinh [(Fe0.8Co0.1Ni0.1)0.75B0.2Si0.05]96Nb4 được sản xuất với nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh là 835 K, theo sau là một vùng chất lỏng siêu lạnh lớn 55 K, có đường kính lên đến 2 mm bằng phương pháp đúc khuôn đồng. Các thanh hợp kim thủy tinh cho thấy độ bền gãy thực sự siêu cao lên đến 4225 MPa kết hợp với biến dạng đàn hồi 0.02 và biến dạng dẻo thực sự 0.005. Hợp kim có độ bền siêu cao đồng thời còn thể hiện từ tính cao 1.1 T, độ kháng từ thấp 3 A/m và độ thẩm thấu cao 1.8 × 104 tại 1 kHz. Sự thành công trong việc tổng hợp hợp kim thủy tinh gốc Fe có độ bền siêu cao với một số biến dạng dẻo nén và tính chất từ mềm tốt sẽ là động lực cho sự phát triển trong tương lai của các hợp kim thủy tinh gốc Fe như những vật liệu kỹ thuật và chức năng mới.
Từ khóa
#hợp kim thủy tinh #độ bền siêu cao #tính chất từ mềm #Fe-based alloyTài liệu tham khảo
A. Inoue, K. Ohtera, K. Kita, and T. Masumoto: New amorphous Mg-Ce-Ni alloys with high strength and good ductility. Jpn. J. Appl. Phys. 27, L2248 (1988).
A. Inoue, T. Zhang, and T. Mosumoto: Al-La-Ni amorphous alloys with a wide supercooled liquid region. Mater. Trans. JIM 30, 965 (1989).
A. Inoue: Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys. Acta Mater. 48, 279 (2000).
A. Inoue, Y. Shinohara, and J.S. Gook: Thermal and magnetic properties of bulk Fe-based glassy alloys prepared by copper mold casting. Mater. Trans. JIM 36, 1427 (1995).
T.D. Shen and R.B. Schwarz: Bulk ferromagnetic glasses prepared by flux melting and water quenching. Appl. Phys. Lett. 75, 49 (1999).
J.M. Borrego, A. Conde, S. Roth, and J. Eckert: Glass-forming ability and soft magnetic properties of FeCoSiAlGaPCB amorphous alloys. J. Appl. Phys. 92, 2073 (2002).
P. Pawlik, H.A. Davies, and M.R.J. Gibbs: Magnetic properties and glass formability of Fe61Co10Zr5W4B20 bulk metallic glassy alloy. Appl. Phys. Lett. 83, 2775 (2003).
B.L. Shen, H. Koshiba, A. Inoue, H.M. Kimura, and T. Mizushima: Bulk glassy CO43Fe20Ta5.5B31.5 alloy with high glass-forming ability and good soft magnetic properties. Mater. Trans. 42, 2136 (2001).
H. Chiriac, N. Lupu, and M. Tibu: Design and preparation of new Fe-based bulk amorphous alloys torroids. IEEE Trans. Magn. 39, 3040 (2003).
A. Inoue, B.L. Shen, H. Koshiba, H. Kato, and A.R. Yavari: Cobalt- based bulk glassy alloy with ultrahigh strength and soft magnetic properties. Nat. Mater. 2, 661 (2003).
A. Inoue, B.L. Shen, A.R. Yavari, and A.L. Greer: Mechanical properties of Fe-based bulk glassy alloys in Fe–B–Si–Nb and Fe–Ga–P–C–B–Si systems. J. Mater. Res. 18, 1487 (2003).
V. Ponnambalam, S.J. Poon, G.J. Shiflet, V.M. Keppens, R. Taylor, and G. Petculescu: Synthesis of iron-based bulk metallic glasses as nonferromagnetic amorphous steel alloys. Appl. Phys. Lett. 83, 1131 (2003).
V. Ponnambalam, S.J. Poon, and G.J. Shiflet: Fe-based bulk metallic glasses with diameter thickness larger than one centimeter. J. Mater. Res. 19, 1320 (2004).
Z.P. Lu, C.T. Liu, and W.D. Porter: Role of yttrium in glass formation of Fe-based bulk metallic glasses. Appl. Phys. Lett. 83, 2581 (2003).
Z.P. Lu, C.T. Liu, J.R. Thompson, and W.D. Porter: Structural amorphous steels. Phys. Rev. Lett. 92, 245503 (2004).
H.S. Chen: Glassy metals. Rep. Prog. Phys. 43, 353 (1980).
M. Imafuku, S. Sato, H. Koshiba, E. Matsubara, and A. Inoue: Structural variation of Fe-Nb-B metallic glasses during crystallization process. Scripta Mater. 44, 2369 (2001).
M. Imafuku, S. Sato, H. Koshiba, E. Matsubara, and A. Inoue: Crystallization behavior of amorphous Fe90-XNb10BX (X = 10 and 30) alloys. Mater. Trans. JIM 41, 1526 (2000).
M. Imafuku, S. Sato, E. Matsumara, and A. Inoue: Structural study of Fe90-xNb10Bx (x = 10, 20 and 30) glassy alloys. J. Non-Cryst. Solids 312, 589 (2002).
E. Matsubara, S. Sato, M. Imafuku, T. Nakamura, H. Koshiba, A. Inoue, and Y. Waseda: Structural study of amorphous Fe10M10BP20 (M = Zr, Nb, and Cr) alloys by x-ray diffraction. Mater. Sci. Eng. A 312, 136 (2001).
H.S. Chen, J.T. Krause, and E. Coleman: Elastic constants, hardness and their implications to flow properties of metallic glasses. J. Non-Cryst. Solids 18, 157 (1975).
H.S. Chen: Correlation between elastic constants and flow behavior in metallic glasses. J. Appl. Phys. 49, 462 (1978).
F.R. De Boer, R. Boom, W.C.M. Mattens, A.R. Miedema, and A.K. Niessen: Experimental and predicted enthalpies of alloy formation, in Cohesion in Metals, edited by F.R. de Boer and D.G. Pettifor (North-Holland, Amsterdam, The Netherlands, 1989), pp. 217–258.
A. Inoue and B.L. Shen: Soft magnetic bulk glassy Fe-B-Si-Nb alloys with high saturation magnetization above 1.5 T. Mater. Trans. 43, 766 (2002).
Z.F. Zhang, J. Eckert, and L. Schultz: Difference in compressive and tensile fracture mechanisms of Zr59Cu20Al10Ni8Ti3 bulk metallic glass. Acta Mater. 51, 1167 (2003).