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铁基非晶合金由于具有优异的软磁性能、节能环保等优势,已逐渐取代传统的硅钢片,广泛应用于配电变压器行业。然而,在实际使用过程中,铁基非晶合金普遍存在大气腐蚀现象,严重影响了其工业应用。为了解决铁基非晶合金在实际使用过程中的腐蚀问题,本文以日立带材(日本日立公司生产的铁基非晶合金带材)和国产带材(国内某公司生产的铁基非晶合金带材)的名义成分—Fe79.5Si9.5B11为初始合金成分,通过Nb、Cr的微量掺杂,采用XRD和DSC检测微观结构和热学性能,VSM和直流B-H仪测量饱和磁感应强度和矫顽力,利用电化学实验和浸泡实验,结合SEM分析非晶合金的耐腐蚀性能和腐蚀机理,研究元素掺杂对非晶合金微观结构和性能的影响,同时,制备得到兼具优良耐腐蚀性能和优异软磁性能的铁基非晶合金。研究工作主要包括:(1)对比分析了日立带材、国产带材及实验室制备的Fe79.5Si9.5B11非晶合金带材的微观结构、热学性能、软磁性能和耐腐蚀性能。研究发现日立带材的耐腐蚀性能优于国产带材。(2)通过添加Nb元素制备出(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx(x= 0,1,2,3,4,5 at.%):非晶合金带材,研究了Nb添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能及耐腐蚀性能的影响。研究发现Nb添加提高了非晶相的稳定性并使非晶晶化过程变得复杂,降低了非晶合金带材的饱和磁感应强度和矫顽力;(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx非晶合金带材在0.1MNaOH溶液中有很强的耐腐蚀性能,且Nb的含量对其在0.1MNaOH溶液中的耐腐蚀性能没有显著影响;Nb添加轻微提高了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx非晶合金带材在0.1MNaCl溶液中的耐腐蚀性能。(3)通过添加Cr元素制备出(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx(x= 0,1,2,3,4,5 at.%)非晶合金带材,研究了Cr添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能及耐腐蚀性能的影响。研究发现Cr添加抑制了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金的第二晶化峰对应相的析出,降低了其饱和磁感应强度和矫顽力;(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金带材在O.1MNaOH溶液中的耐腐蚀性能较强,且随着Cr含量增加略有提高;Cr添加提高了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金带材在0.1M NaCl溶液中的耐腐蚀性能,且当Cr含量≥5at.%时,耐腐蚀性能得到显著提升,在0.1M NaCl溶液中浸泡120h后的腐蚀速率仅为1.1×10-4g.m-2.h-1。(4)通过Cr元素替换Fe元素,制备出Fe79.5-xSi9.5B11Crx(x= 0,1,2,3,4,5,7,9,11 at.%)非晶合金带材,研究了Cr添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能和耐腐蚀性能的影响。研究发现Cr的添加改变了Fe79.5-xSi9.5B11Crx晶合金的晶化过程;添加Cr降低了非晶合金的饱和磁感应强度和矫顽力:随着Cr含量增加,Fe79.5-xSi9.5B11Crx非晶合金带材在0.1M NaOH溶液中的耐腐蚀性能略有提高;Cr添加提高了Fe79.5-xSi9.5B11Crx非晶合金带材在0.1M NaCl溶液中的耐腐蚀性能,且当Cr含量≥5at.%时,耐腐蚀性能得到显著提升。(5)Nb、Cr元素添加后,非晶合金在NaCl溶液中有相似的腐蚀机理:发生腐蚀反应时,Nb、Cr从非晶基体向表面富集,在表面氧化膜中生成具有保护作用的Nb或Cr的氧化物,提高了表面氧化膜的致密性和保护性,从而提高了耐腐蚀性能,而Cr的氧化物膜具有很强的抗点蚀能力,所以Cr对提高非晶合金的耐腐蚀性能有更明显的作用。(6)成功制备出兼具优良耐腐蚀性能和优异软磁性能的非晶合金带材:(Fe0.795Si0.095B0.11)98Nb2、(Fe0.795Si0.095B0.11)99Cr1和Fe78.5Si9.5B11Cr1,其饱和磁感应强度和去应力退火后的矫顽力分别为1.50T和2.33A/m,1.53T和2.46A/m以及1.56T和2.33A/m。