[发明专利]一种制备原料全部为低纯度工业合金的Fe基非晶合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Fe基非晶合金，其化学式为Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q；式中各元素的含量以原子百分比（at.%）计，具体如下：b为0～5，c为0～2，d为0～5，e为0.005～10，f为0.03～3，g为0～20，h为0～20，i为0～5，j为0～5，k为0～6，l为0～3，m为8～15，n为0～6，o为5.5～12，p为0.2～5，q为0.001～2，余量为Fe，且a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+l+m+n+o+p+q=100。

2.根据权利要求1所述的Fe基非晶合金，其特征在于：所述的Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q非晶合金为Fe_81.319Mn_0.05Cr_0.021P_10.002C_8.104Si_0.502S_0.002。

3.根据权利要求1所述的Fe基非晶合金，其特征在于：所述的Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q非晶合金分为Fe_79.32Mn_0.051Cr_0.021Al_0.002P_10.001C_8.102B₂Si_0.501S_0.002。

4.根据权利要求1所述的Fe基非晶合金，其特征在于：所述的Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q非晶合金为Fe_72.302Mn_0.051Cr_7.03Al_0.002P_10.002C_8.1B₂Si_0.51S_0.003。

5.一种Fe基非晶合金的制备方法，其特征在于：

包括下列步骤：

步骤一：配料

按照Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q的化学式称取含有式中相应组元的价格低廉的低纯度工业合金：粗钢、Al-Fe合金（铝铁合金）、Fe-Ti合金（铁钛合金）、V-Fe合金（钒铁合金）、Cr-Fe合金（铬铁合金）、Mn-Fe合金（锰铁合金）、Fe-Co合金（铁钴合金）、Ni-Fe合金（镍铁合金）、Zr-Fe合金（锆铁合金）、Nb-Fe合金（铌铁合金）、Mo-Fe合金（钼铁合金）、W-Fe合金（钨铁合金）、Fe-P合金（铁磷合金）、Fe-B合金（铁硼合金）、Fe-C合金（铁碳合金）和Si-Fe合金（硅铁合金）；

所述Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q的化学式所用原料的质量百分比纯度均小于99.9%；

所述Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q中各元素的含量以原子百分比（at.%）计，具体如下：b为0～5，c为0～2，d为0～5，e为0.005～10，f为0.03～3，g为0～20，h为0～20，i为0～5，j为0～5，k为0～6，l为0～3，m为8～15，n为0～6，o为5.5～12，p为0.2～5，q为0.001～2，余量为Fe，且a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+l+m+n+o+p+q=100；

步骤二：熔炼母合金锭

将步骤一称量所得的原料放入真空感应熔炼炉中，调节炉内真空度≤1×10^－1，加热温度为1000℃～1800℃，熔炼时间2～20 min，在熔炼条件下炼制1～5遍使原料熔炼均匀，随炉冷却后取出母合金锭；

步骤三：制备Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q非晶合金

将步骤二制备得到的Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q母合金锭放入快速凝固装置的感应炉中将其完全熔化，通过喷铸、凝固冷却得到Fe_aAl_bTi_cV_dCr_eMn_fCo_gNi_hZr_iNb_jMo_kW_lP_mB_nC_oSi_pS_q非晶合金材料；相应的制备参数为，真空度为≤1×10^-1Pa，感应电流250～650mA，熔炼温度为1000～1800℃，熔炼时间为1～5min，喷铸压力为0.01～0.15 MPa，冷却速度为10～10⁵ K·s^-1。