金属学报

作者：朱春健, 李艳辉, 朱正旺, 吴立成, 张海峰, 张伟

单位：1.大连理工大学 材料科学与工程学院 大连 116024；2.东北大学 冶金学院 沈阳 110819

关键词：铁基Fe-B-Cu合金,纳米晶合金,B含量,预存α-Fe晶,晶化行为,软磁性能,

基金：国家重点研发计划项目(2022YFB3804100);国家自然科学基金项目(52171153)

为研发具有良好软磁性和工艺性的高饱和磁感应强度(Bs) 铁基纳米晶合金，本工作以高Fe含量的Fe-B-Cu合金体系为对象，研究了B含量对Fe98.5 - x B x Cu1.5 (x = 12~18，原子分数，%)系快淬合金带材的微结构、结晶化组织和磁性能的影响，分析了B含量-快淬微结构-结晶化组织-磁性能间的关联。结果表明，快淬合金均为非晶基体中分布着纳米尺度α-Fe晶粒(预存α-Fe晶)的结构；随x由12增加至18，非晶基体中预存α-Fe晶的数密度和晶粒尺寸逐渐降低，结构转变为近非晶态。经低升温速率热处理后，x = 12~17时合金均为非晶/α-Fe纳米晶双相结构，而x = 18时合金形成了非晶/α-Fe/Fe3B纳米复相组织结构；x = 13~16时合金具有微细的纳米晶组织和较好的软磁性能，α-Fe相的平均晶粒尺寸(D¯α-Fe)、Bs和矫顽力(Hc)分别在15.8~16.3 nm、1.80~1.91 T和18.9~22.7 A/m的范围内，其中x = 15时合金的D¯α-Fe、Bs和Hc分别为16.0 nm、1.86 T和18.9 A/m。基于合金热处理前后的组织结构演化，提出了不同B含量快淬合金的结晶化模型，阐明了快淬合金非晶基体中高数密度的细小预存α-Fe晶粒间以及与热处理结晶化新生α-Fe晶粒间的强竞争生长效应，导致均匀、微细纳米晶组织形成的机制。

来源：2025年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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