Аморфные металлы

Аморфные металлы

При сверхвысоких скоростях охлаждения из жидкого состояния диффузионных процессы настолько замедляются, что  подавляется образования зародышей  и рост кристаллов. В этом случае при затвердевании образуется аморфная структура. Материалы с такой  структурой получили название - аморфные металлические сплавы (АМС) или металлические  стекла.

Затвердевание и образование АМС принципиально  возможно практически для всех металлов. Для образования аморфной структуры  переходных металлов к ним следует  добавлять аморфизаторы (С, Р, В, N, S и др.). Состав аморфного сплава должен отвечать формуле Ме80Х20.

АМС значительно отличаются от своих  кристаллических аналогов по строению и, следовательно, по свойствам. В их структуре отсутствует дальний  порядок в размещении атомов и  характерные особенности структуры  поликристаллических сплавов: границы  зерен, дислокации и другие дефекты, нет зональной ликвации. В то же время в них сохраняются геометрические и химические неоднородности ближнего порядка, следствием чего являются остаточные напряжения и изменение свойств.

По  сравнению с кристаллическими аналогами  АМС имеют более низкую плотность, модуль упругости уменьшается на 20-40%, удельное сопротивление в 2-4 раза выше.

АМС «металл- неметалл» имеют удельное поверхностное натяжение σВ =2000-4000 МПа, но при растяжении разрушаются с малым удлинением. Твердость -1000-1400 HV в закаленном состоянии. В то же время АМС при сжатии деформируются на 40-50% без разрушения, а ленты изгибаются на 180 градусов до параллельности сторон.

По  сравнению с кристаллическими аналогами  АМС сохраняют избыточную энергию, которая выделяется при кристаллизации. По этой причине АМС химически  активны; коррозионно-стойкими являются лишь сплавы, у которых образуется пассивирующая защитная пленка. Это в первую очередь, сплавы железа с хромом и достаточным количеством фосфора и углерода. По сравнению с коррозионно-стойкими сталями эти АМС более стойкие и для придания им коррозионной стойкости требуется меньше хрома: 8-9% против 13% в сталях.

Большое практическое значение имеет возможность  получения аморфных металлов в виде ленты, проволоки диаметром в  несколько микрометров непосредственно  при литье, минуя такие операции, как ковка, прокатка, волочение, промежуточные  отжиги, зачистка, травление.