THE GLASS-FORMING ABILITY IMPROVEMENT OF Co 41 Fe 7 Cr 15 Mo 14 C 15 B 6  ALLOY DURING DILUTION WITH RARE EARTH METALS

I. V. Evdokimov; Евдокимов И. В.; E. V. Sterkhov; Стерхов Е. В.; V. A. Bykov; Быков В. А.; K. Yu. Shunyaev; Шуняев К. Ю.; L. D. Son; Сон Л. Д.

doi:10.31857/S0235010623010036

Увеличение стеклообразующей способности сплава Co₄₁Fe₇Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆ при разбавлении редкоземельными металлами

Авторы: Евдокимов И.В.¹, Стерхов Е.В.¹, Быков В.А.¹, Шуняев К.Ю.¹, Сон Л.Д.¹
Учреждения:
1. Институт металлургии Уральского отделения РАН
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 14-21
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0235-0106/article/view/138529
DOI: https://doi.org/10.31857/S0235010623010036
EDN: https://elibrary.ru/HIDAUH
ID: 138529

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Эвтектические сплавы из-за своей низкоплавкости являются перспективными материалами для получения металлических стекол. В отличие от кристаллических сплавов, в стеклах отсутствует дальний порядок, что приводит к повышению твердости, механической прочности, коррозионной стойкости и магнитной проницаемости. Возможности использования данных материалов на практике регламентируются критическим диаметром, при котором еще возможно образование однофазного металлического стекла при закалке. Поэтому актуальной задачей в этой области исследований является повышение критического диаметра имеющихся аморфных сплавов. Одним из методов улучшения стеклообразующей способности сплавов является их разбавление более тугоплавкими металлами. В данной работе представлены рентгеноаморфные металлические стекла сплавов (Co₄₁Fe₇Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆)_{100 –} _xR_x с разбавлением редкоземельными металлами (R = Gd, Ho, La, Nd, Y, Yb; x = 0; 2). Методами рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии установлен критический диаметр, фазовый и элементный состав сплавов в зависимости от скорости закалки. Установлено, что добавление 2 ат. % Gd, Ho и Y значительно увеличивает стеклообразующую способность сплава Co–Fe–Cr–Mo–C–B. Методом спиннингования, при закалке на алюминиевом диске, вращающемся с линейной скоростью 11.5 м/с, получены ленты толщиной от 19 до 73 мкм. На поверхности лент были обнаружены редкие включения с высоким содержанием редкоземельных элементов вплоть до 35 ат. %, которые могут выступать в качестве центров кристаллизации.

Ключевые слова

металлические стекла, аморфные сплавы, редкоземельные элементы, стеклообразующая способность, критический диаметр

Список литературы

Стародубцев Ю.Н. Теория и расчет трансформаторов малой мощности. М.: ИП РадиоСофт, 2005.
Кейлин В.И., Дорощенко Б.Б., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н. Жесткий ленточный сердечник. Патент РФ 2 044 796, № 9 300 205/02; заявл. 11.01.1993, опубл. 27.09.1995.
Кейлин В.И., Дорощенко Б.Б., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н., Хлопунов С.И. Жесткий ленточный сердечник с высокой магнитной проницаемостью. Патент РФ 2 041 282. № 93 002 058/02; заявл. 11.01.1993; опубл. 09.08.1995.
Кейлин В.И., Белозеров В.Я., Стародубцев Ю.Н. Трансформатор. Патен РФ 2 041 514, № 92 010 326/02; заявл. 07.12.1992; опубл. 09.08.1995.
Jang J., Tsai P., Shiao A., Li T., Chen C., Chu J., Dug J., Chen M., Chang S., Huang W. Enhanced cutting durability of surgical blade by coating with Fe-based metallic glass thin film // Intermetallic. 2015. 65. P. 56–60.
Shen J., Chen Q., Sun J., Fan H., Wang G. Exceptionally high glass-forming ability of an FeCo–CrMoCBY alloy // Applied physics letters. 2005. 86. P. 151907-1–151907-3.
Guo S.F., Chan K.C., Xie S.H., Yu P., Huang Y.J., Zhang H.J. Novel centimeter-size Fe-based bulk metallic glass with high corrosion resistance in simulated acid rain and seawater // J. Non-Crystalline Solids. 2013. 369. P. 29–33.
Amiya K., Inoue A. Fe-(Cr,Mo)-(C,B)-Tm bulk metallic glasses with high strength and high glass-forming ability // Materials Transactions. 2006. 47. P. 1615–1618.
Shen B., Kimira H., Inoue A., Mizushima T. Bulk glassy Fe78 – xCoxGa2P12C4B4 alloys with high saturation magnetization and good soft magnetic properties // Materials Transactions. 2001. 42. P. 1052–1055.
Ponnambalam V., Poon S.J., Shiflet G.J. Fe-based bulk metallic glasses with diameter thickness larger than one centimeter // J. Mater. Res. 2004. 19. P. 1320–1323.
Wang L., Chao Y. Corrosion behavior of Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2 bulk metallic glass in NaCl solution // Materials Letters. 2012. 69. P. 76–78.
Pang S., Zhang T., Asami K., Inoue A. Formation of bulk glassy Fe75 – x – yCrxMoyC15B10 alloys and their corrosion behavior // J. Mater. Res. 2002. 17. P. 701–704.
Duarte M.J., Klemm J., Klemm S.O., Mayrhofer K.J.J., Stratmann M., Borodin S., Romero A.H., Madinehei M., Serrano J., Gerstl S.S.A., Choi P.P., Raabe D., Renner F.U. Element-resolved corrosion analysis of stainless-type glass-forming steels // Science. 2013. 341. P. 372–376.
Стародубцев Ю. Аморфные металлические материалы // Силовая электроника. 2009. № 2. С. 86–89.
Men H., Pang S.J., Zhang T. Thermal stability and microhardness of new Co-based bulk metallic glasses // Materials Science and Engineering A. 2007. 449–451. P. 538–540.
Lotfollahi Z., Garcia-Arribas A., Amirabadizadeh A., Orue I., Kurlyandskaya G.V. Soft magnetic Co-based Co–Fe–B–Si–P bulk metallic glasses with high saturation magnetic flux density of over 1.2 T // J. alloys and compounds. 2020. 843. P. 3–7.
Maddala D.R., Hebert R.J. Sliding wear behavior of Fe50 – xCr15Mo14C15B6Erx (x = 0, 1, 2 at. %) bulk metallic glass // Wear. 2012. 294–295. P. 246–256.
Chen Q., Zhang D., Shen J., Fan H., Sun J. Effect of yttrium on the glass-forming ability of Fe–Cr–Mo–C–B bulk amorphous alloys // J. Alloys and Compounds. 2007. 427. P. 190–193.
Men H., Pang S.J., Zhang T. Effect of Er doping on glass-forming ability of Co50Cr15Mo14C15B6 alloy // J. Mater. Res. 2006. 21. P. 958–961.
Men H., Pang S.J., Li R., Tao Z. Crystallization kinetics of Co48Cr15Mo14C15B6Er2 bulk metallic glass with high thermal stability // Chinese Phys. Lett. 2006. 23. P. 417–419.
Turnbull D. Under what conditions can a glass be formed // Contemp. Phys. 1969. 10. P. 473–488.
Lu Z.P., Tan H., Li Y., Ng S.C. The correlation between reduced glass transition temperature and glass forming ability of bulk metallic glasses // Scripta mater. 2000. 42. P. 667–673.