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近年来,为了获得更加优异软磁性能的Fe基非晶态合金,即高的饱和磁感应强度(Bs)、低的矫顽力(Hc)、高的有效磁导率(μe)、低铁损(Pc)、低激磁功率(Ss),以及降低Fe基非晶态软磁合金的生产成本,人们已经做了很多努力。其中,通过在低成本的合金钢中仅仅添加类金属元素的方法来制备新型的具有高性能的多组元Fe基软磁非晶钢是一种新的有前景的方法。本文主要以两种工业合金钢Fe92.28Cr3.75Ni1.51Co0.13Mn0.58Cu0.03Mo0.01C0.14P0.15Si1.42(at%)和Fe95.57Cr1.9Ni1.19Mn0.26Al0.06S0.02C0.05P0.14Si0.81(at%)(分别表示为1#和2#)为初始合金,通过组元替代和成分调整,开发了一系列多组元软磁非晶钢,并对其结构和性能进行了系统研究,以期通过发挥合金钢的多组元特性获得高性能的软磁非晶钢。本文主要包括以下几个部分:(1)通过在1#合金钢中仅添加类金属元素Si和B,开发了组元相同(Fe-CrNiCoMnCuMoPC-SiB)但成分不同的多组元软磁非晶钢,分别表示为S1和S2,并对其性能进行了研究。结果表明:S1具有优异的综合性能和非晶形成能力,即高的Bs值(1.41 T)、低的Hc值(0.742 A/m)、高的μe值(1 kHz为13550)且高频稳定性好、低的Pc值(0.14 W/kg)、Ss值(0.67 VA/kg)和良好的耐腐蚀性。(2)通过单个或同时去除S1中所含有的主要合金元素Cr、Ni和Co,开发了一系列具有纳米尺度偏析的多组元软磁非晶钢,分别用D1~D7表示。同时研究了S1中的主要合金元素Cr、Ni和Co对其性能的影响。结果表明:Cr元素具有显著提高其μe值和明显降低其Bs值的双重作用;Co和Ni元素均具有提高其Bs值和μe值的作用。(3)以自由面具有高密度纳米尺度偏析的D1为对象,磨去其表面的偏析层后,对其进行了结构和性能研究,通过处理前后D1的软磁性能对比,讨论了Fe基软磁非晶钢表面高密度纳米尺度的偏析对其性能的影响。结果表明:Fe基软磁非晶钢表面高密度纳米尺度的偏析有利于其软磁性能的提高。(4)通过在2#合金钢中仅添加类金属元素Si和B,开发了组元相同(Fe-CrNiMnAlSPC-SiB)但成分不同的软磁非晶钢,分别表示为M1和M2,并对其性能进行了研究。结果表明:M2具有优异的综合性能和非晶形成能力,即高的Bs值(1.53 T)、高的μe值(1 kHz为14401)、低的Hc值(1.460 A/m)和良好的耐腐蚀性。(5)通过对M2分别去除元素Cr+S、Cr+S+Mn和Ni+Cr+S+Mn,开发了三种软磁非晶钢,分别用K1~K3表示,然后通过在K2中加入工业纯铁的方式开发了四种软磁非晶钢,分别用K4~K7表示,研究了成分对其性能的影响。结果表明:适当成分和结构的多组元铁基非晶有利于增强元素之间的交互耦合作用,从而提高其软磁性能和耐腐蚀性能;成功开发出了综合性能优异的多组元软磁非晶钢K4,即高的Bs值(1.7 T)、高的μe值(1 kHz为7643)和高频稳定性、低的Hc值(2.895 A/m)和良好的耐腐蚀性。