Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2大块非晶合金力学性能和耐蚀性的研究

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采用电弧熔炼铜模铸造技术制备出直径为5 mm的Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金,并采用X射线衍射分析(XRD),透射电镜TEM) ,高分辨透射电镜(HRTEM)确定其非晶结构,对Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金力学性能和耐蚀性进行了分析。高分辨电镜下观察到其内部原子呈现无序排列,在该合金系中发现了大小在2nm以内的菊花状短程有序原子团。Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2铁基非晶合金室温压缩表现为宏观脆性。对于柱状Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金样品,由表至里存在硬度梯度和微区塑性梯度。这是由冷却速度不同导致自由体积分数不一致而引起,并采用自由体积模型对此进行了解释。其纳米压入变形过程分两个阶段:弹性变形伴随少量均匀塑性变形阶段和非均匀塑性变形阶段。另外,对Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2铁基非晶合金干摩擦磨损条件下的耐磨性与轴承钢GCr15进行了比较,发现两者耐磨性相当。浸泡结果表明,Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金在浓度分别为1 mol/L的HCl、H2SO4、HNO3、NaOH和3.5% NaCl溶液中都具有良好的耐腐蚀性能。在各溶液中非晶合金均发生少量的均匀点蚀,在3.5% NaCl溶液中的点蚀程度最弱,在酸性溶液中的点蚀程度最强。1 mol/L HCl溶液中的电化学实验显示Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金耐腐蚀性优于不锈钢(1Cr18Ni9Ti),其原因是Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金的结构和成分较不锈钢均匀。而随着HCl浓度的增加,铁基非晶耐电化学腐蚀性变差,其原因可能是随着HCl浓度的升高,H+环境中,Cl-吸附能力增强,同时Cl-使促进钝化膜稳定的Mo元素溶解,H+环境中钝化膜变薄,使Cl-更容易透过钝化层而与基体接触,从而加速了非晶合金的腐蚀。
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