三元Fe_(73)B_(22)Nb_(5)合金的快速凝固组织控制与物理性能研究

作者：糜晓磊; 胡亮; 魏炳波^*

来源：中国科学 技术科学, 2024, 54(02): 304-314.

• Fe-B-Nb合金
• 快速凝固
• 组织控制
• 力学性能
• 磁学性能

本文研究了三元Fe73B22Nb5合金快速凝固过程中的组织演变规律,系统分析了凝固组织与合金微观力学性能以及室温磁学性能的关联机制.实验测定出合金固相线温度为1410 K,液相线温度为1525 K.在近平衡凝固条件下,初生Fe2B相率先析出,剩余液相形成(FeNbB+αFe+Fe2B)三元共晶.自由落体过程中合金液滴的过冷度随其直径的减小呈指数关系单调递增,最大过冷度可达352 K (0.23TL).实验表明,基于过冷度对相组成的强烈影响,可以实现对合金微观力学性能和磁学性能的调控.随着过冷度的增大,初生Fe2B相的生长被抑制,共晶组织体积分数逐渐增加.三元共晶中的FeNbB相对合金的微观力学性能有着显著的强化作用,其硬度为15.1 GPa,杨氏模量为170.7 GPa.深过冷条件下,液态合金快速凝固全部形成非规则三元共晶组织.溶质截留效应使得Nb元素分布更为均匀,FeNbB相体积分数明显增大,合金硬度最高可达1197 HV,矫顽力则由79 Oe锐减至54 Oe.

• 单位
  西北工业大学