[发明专利]一种高强韧多组元软磁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强韧多组元软磁合金及其制备方法，高强韧多组元软磁合金由下述组分按原子百分比组成：Fe 32～45％、Co 24～29％、Ni 24～29％、Al 2.5～8％、Ti 1.5～3.5％、Ta 1.0～5％、Nb 0～2％和Mo 0～2％。本发明制备的多组元合金基体呈现以面心立方结构为主的组织特征，具有优异的强度与塑性搭配；同时具备较低矫顽力和较高饱和磁化强度；可制作成重要器件应用于电力工业、自动控制、移动通信等领域。

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及到一种高强韧多组元软磁合金及其制备方法。

背景技术

软磁材料是指能够迅速响应外加磁场变化，且能低损耗地获得高磁通密度的材料。软磁材料具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁化强度等特点，在外磁场作用下容易被磁化，又容易退磁，广泛应用于电力工业和电子设备中。目前商用的软磁合金种类繁多，但是其应用环境非常受限，且难以满足复杂的加工条件或服役要求。因此，工业生产中急需要一种力学性能优良的软磁材料，以应用于严重机械负荷的工作环境。

多组元高熵合金(High-entropy alloys)通常包含四个或更多组元且每个组元的含量在35at.-％至5at.-％之间，其往往具备优异的综合性能而受到重视。多组元高熵合金具有广阔的成分空间、可调控的微观结构，有利于合金力学和物理性能的优化。此外，多组元高熵合金存在较高的晶格畸变，影响着位错的运动和磁畴壁的运动，进而影响合金的力学和物理性能。

近年来，研究者们对新型高熵合金的软磁性能和力学性能进行了研究。例如：Zhang等人[Y Zhang,T.T.Zuo,Y.Q.Cheng,P.K.Liaw,Sci.Rep.3(2013)1-7.]报道FeCoNi(AlSi)_0.2高熵合金矫顽力1400A/m，饱和磁化强度1.15T，压缩屈服强度342.4MPa，压缩断裂应变大于50％。Ma等人[Y Ma,Q Wang,X.Y.Zhou,J.M.Hao,B Gault,Q.Y Zhang,C Dong,T.G.Nieh,Adv.Mater.33(2021)2006723.]报道的Al_1.5Co₄Fe₂Cr高熵合金矫顽力127.3A/m接近于传统软磁合金，比饱和磁化强度135.3A·m²/kg。但这些高熵合金存在强塑性较低[Z.Q.Fu,S.G.Ma,G.Z.Yuan,Z.H.Wang,H.J.Wang,H.J.Yang,J.W.Qiao,J.Mater.Res.33(2018)2214–2222]以及可加工性能不足等问题。

提高材料的强度需要引入位错、晶界和析出物等缺陷，但这些缺陷也会与磁畴壁相互作用，增加矫顽力，损耗了材料优良的软磁性能。目前众多研究都陷入了力学性能与软磁性能无法平衡的困境。如何实现力学和软磁性能的优良搭配，是软磁材料发展中的难点。总而言之，具备高强度、高塑性、较低矫顽力、较高饱和磁化强度的多组元软磁合金材料的开发依然面临着严峻的技术问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的其中一个目的是提供一种高强韧多组元软磁合金，。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高强韧多组元软磁合金，包括，由下述组分按原子百分比组成：Fe 32～45％、Co 24～29％、Ni 24～29％、Al 2.5～8％、Ti 1.5～3.5％、Ta 1.0～5％、Nb 0～2％和Mo 0～2％；

且Al、Ti、Ta、Nb、Mo的原子百分含量之和≤16％且≥5％；Fe、Co、Ni、的原子百分含量之和≥84％且≤95％；各组分原子百分比之和为100％。