[其他]抗腐蚀的非晶态铁合金

说明书

本发明是关于在酸性和碱性环境中均表现出极好抗腐蚀性能的含有非晶态铁的金属合金。

长期以来，金属腐蚀的趋势一直是人们所关注的事情。在本文中所使用的“腐蚀”一词指的是，金属由于化学过程或电化学过程被环境所破坏。人们已经研制出很多种晶态合金，这些合金根据不同的使用环境条件具有不同程度的抗腐蚀性。例如，不锈钢含有镍、铬和/或钼以增强其抗腐蚀性能。人们还知道，玻璃以及象铂、钯和钽这一类的金属在特定环境中具有抗腐蚀性。但是，这些材料的缺点是，它们不是完全抗腐蚀，并且它们的适用范围有限。例如，钽和玻璃在酸性环境中抗腐蚀，但是氟化氢和强碱溶液会使其迅速腐蚀。

人们已经知道，一般地说合金的抗腐蚀性能取决于表面膜的保护特性，这些表面膜通常是一层氧化物膜。实际上是一层腐蚀产物的膜起到了抵抗进一步腐蚀的屏障作用。

近年来，非晶态金属合金由于其独特的特性而引起了人们的注意。虽然大多数非晶态金属合金具有良好的机械性能，但是它们的抗腐蚀性能往往较差。人们一直在努力制造具有良好的机械性能与抗腐蚀性能相配合的非晶态金属合金。已经发现，金属一类金属二元非晶态合金加入了铬或钼这样的元素后其抗腐蚀性能得到改善（M.Naka    et    al，Journal    of    Non-Crystalline    Solids，Vol.31，Pape    355，1979）。Naka等人指出，为了产生非晶态而以大的百分比加入的磷、碳、硼和硅这样一些类金属还影响了合金的抗腐蚀性。

T.Masumoto和K.Hashimoto发现，含有铬、钼、磷和碳的铁、镍和钴基非晶态合金在各种环境中表现出极好的抗腐蚀性（Annual    Review    of    Material    Science，Vol.8，Pape    215，1978）。他们把这归因于，在无晶界并且不存在大量其它晶体缺陷的均质、单相非晶态合金上迅速形成了一层具有高度保护作用的均匀的钝化膜。

R.B.Diegle和J.Slater指出，许多种由液相激冷凝固而制备的非晶态金属合金，比起按常规方法制备的同样一些晶态合金抗腐蚀性要好得多（Corrosion，Vol.32，Pape    155，1976）。科研人员把这一现象归因于三个因素：

结构，例如晶界和位错;

化学成分;

均匀性，包括成分起伏和沉淀物。

在下述文献中可以找到关于非晶态合金的腐蚀性能的详尽论述：Glassy    Metals：Magnetic，Chemical，and    Struc    tural    Properties，Chapter    8，CRC    Press，Inc.，1983。虽然在非晶态金属合金的抗腐蚀性能方面已经取得进展，但是只有少数合金在极端苛刻的酸性和/或碱性环境中极少腐蚀或不腐蚀，确实表现出这样的性能的这些少数合金，在其合金成分中使用了象钌这样的贵重材料，因而阻碍很多需要这些性能的应用。在非晶态金属合金领域中所缺少的是，在酸性和碱性环境中表现出高度抗腐蚀性的经济合金组合物。

因此，本发明的目的之一是提供在酸性和碱性环境中具有良好抗腐蚀性的非晶态金属合金组合物。

本发明的另一目的是提供成本低的这样的非晶态金属合金组合物。

本技术领域内的专业技术人员读了下面关于本发明的描述及所附的权利要求就会明了本发明的这些目的和其它目的。

本发明是关于成分式为

Fe_aCr_bM_cM^′_d

的非晶态金属合金，式中

M是选自Mo和Ta的至少一种金属;

M′是选自V、Ti、Zr、W和Nb的至少一种金属;

a的范围从约0.2至约0.8;

b的范围从0至约0.3;

c的范围从约0.2至约0.8;

d的范围从0至约0.8。

在本文中所描述的组合物基本上是非晶态金属合金。在这里关于非晶态金属合金使用了“基本上”一词，它表示通过X射线衍射分析表明这些金属合金至少是50%非晶态。优先选择的是，通过X射线衍射分析表明该金属合金至少是80%非晶态的，最好是大约100%非晶态。在本文中使用了“非晶态金属合金”（amorphous    metal    alloy）这一技术术语，它指的是含非晶态金属的合金，这些合金也可以含有微量非金属元素。