CN109804321A - 含有高熵合金的钟表组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含高熵合金的钟表组件,该高熵合金含有4至13种主要合金元素,形成单一固溶体,高熵合金的各主要合金元素的浓度为1至55原子%。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含高熵合金的钟表组件,以及制造这种钟表组件的方法。本发明还涉及高熵合金用于制造钟表组件的用途。
背景技术
钟表组件,尤其是主发条,经受高应力,特别是在制造过程中,但也在使用期间。
特别是它们必须具有高机械强度和高延展性。然而,目前,钟表组件很少同时提供这些对抗特征。
发明内容
本发明的一个目的是通过提出一种提供更高机械强度和更高延展性的钟表组件来克服现有技术的缺点。
为了实现这一点,根据本发明的第一方面,提出了一种包含高熵合金的钟表组件,该高熵合金包含4至13种主要合金元素,形成单一固溶体,所述高熵合金的各主要合金元素的浓度为1至55原子%。实际上,这种组件具有比现有技术更高的机械强度和更高的延展性。
有利地,每种主要合金元素的浓度为10至55原子%。
根据不同的优选实施方案:
-高熵合金可满足下式:FeaMnbCocCrd,其中a,b,c和d为1至55原子%;
-高熵合金可具有下式:Fe50Mn30Co10Cr10;
-高熵合金可满足下式:Fe80-xMnxCo10Cr10,其中x为25至79原子%,优选x为25至45原子%;
-高熵合金可满足下式:FeaMnbNieCocCrd,其中a,b,c,d和e为1至55原子%;
-高熵合金可满足下式:Fe20Mn20Ni20Co20Cr20;
-高熵合金可满足下式:Fe40Mn27Ni26Co5Cr2;
-高熵合金可满足下式:TaaNbbHfcZrdCre,其中a,b,c,d和e为1至55原子%;
-高熵合金尤其可以满足下式:Ta20Nb20Hf20Zr20Ti20;
-高熵合金可满足下式:AlaLibMgcScdTie,其中a,b,c,d和e为1至55原子%;
-高熵合金尤其可以满足下式:Al20Li20Mg10Sc20Ti30;
-高熵合金可以满足下式:AlaCobCrcCudFeeNif,其中a,b,c,d,e和f为1至55原子%。
-高熵合金可满足下式:Cr18.2Fe18.2Co18.2Ni18.2Cu18.2Al9.0。
有利地,高熵合金可以包含一种或多种以下间隙元素:C,N,B。这些间隙元素进一步增加合金的机械强度。
有利地,高熵合金可包含一种或多种以下结构硬化元素:Ti,Al,Be,Nb,优选质量浓度为0.1至3%。
根据不同的实施方案,钟表组件可以是以下之一:弹簧,主发条,跨接弹簧,冲击销,滚轮,擒纵叉,轴杆,擒纵叉杆,擒纵叉叉头,轮,擒纵轮,心轴,小齿轮,摆锤,上弦杆,表冠,表壳,表链,表圈和表链扣。
本发明的第二方面还涉及高熵合金用于制造钟表组件的用途,该高熵合金含有4至13种主要合金元素,形成单一固溶体,该合金的各主要合金元素的浓度为1至55原子%。
附图说明
通过参考附图的非限制性示例给出的优选实施方案的以下详细描述,本发明的其他特征和优点将更清楚地显现,其中:
-图1示意性地表示根据本发明的一个实施方案的主发条;
-图2示意性地表示根据本发明的一个实施方案的用于制造主发条的方法的步骤。
具体实施方式
图1示意性地表示根据本发明的一个实施方案的主发条1。该主发条1由高熵合金制成。
在这种高熵合金中,混合熵高并且使单相比几相的混合更加热力学稳定。
主发条优选地由出版物“亚稳态高熵双相合金克服强度-延展性权衡”,ZhimingLi等,Nature 534,227-230(2016年6月9日)中描述的高熵合金制成。该高熵合金具有下式:Fe80-xMnxCo10Cr10。x优选为25至79原子%。
更确切地说,根据第一实施方案,主发条可以由Fe35Mn45Co10Cr10合金制成。以这种方式生产的主发条具有结合高拉伸强度和高延展性的优点。
根据第二实施方案,主发条可以由Fe40Mn40Co10Cr10合金制成。以这种方式生产的发条具有高拉伸强度和高延展性的优点。它还根据TWIP(孪生诱发塑性)机制运行。
根据第三实施方案,主发条可以由Fe45Mn35Co10Cr10合金制成。以这种方式生产的主发条具有甚至更高的拉伸强度和更高的延展性的优点。它还根据TRIP(相变诱发塑性)机制运作。
根据第四实施方案,主发条可以由Fe50Mn30Co10Cr10合金制成。以这种方式生产的主发条具有甚至更高的拉伸强度和更高的延展性的优点。它根据TRIP机制运行,出现两个相,FCC和HCP,通过孪生机制。
本发明不限于制造主发条。实际上,其他钟表组件可以用高熵Fe80-xMnxCo10Cr10合金制造,例如弹簧,轴杆,冲击销,摆轮,心轴,滚轮,擒纵叉,擒纵叉杆,擒纵叉叉头,擒纵轮,轴,小齿轮,摆锤,上弦杆,表冠,跨接弹簧,表壳,表链,表圈,表链扣......
图2示意性地表示用于制造图1的主发条的方法的步骤。
该方法包括制造高熵合金锭的第一步骤101。为此,将元素以纯或预合金形式混合,然后将它们熔化,并将混合物浇铸成锭。
该方法然后包括热锻锭的步骤102。
该方法然后包括热层压步骤103。
该方法然后包括冷层压步骤104。
该方法然后包括拉丝步骤105。
该方法然后包括冷层压步骤106。
当然,本发明不限于参考附图描述的实施方案,并且可以设想变型而不脱离本发明的范围。
因此,在前述实施方案中,使用Fe80-xMnxCo10Cr10合金。然而,可以使用其他高熵合金,例如:
-Fe20Mn20Ni20Co20Cr20,
-Fe40Mn27Ni26Co5Cr2,
-Ta20Nb20Hf20Zr20Ti20,
-Al20Li20Mg10Sc20Ti30,
-Cr18.2Fe18.2Co18.2Ni18.2Cu18.2Al9.0。
Claims (10)
1.包含高熵合金的钟表组件,所述高熵合金由4至6种元素形成,形成单一固溶体,所述高熵合金的各主要合金元素的浓度为1至55原子%。
2.根据前述权利要求所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:FeaMnbCocCrd,其中a,b,c和d为1至55原子%。
3.根据权利要求1所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:Fe80-xMnxCo10Cr10,其中x为25至79原子%,优选x为25至45原子%。
4.根据权利要求1所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:FeaMnbNieCocCrd,其中a,b,c,d和e为1至55原子%。
5.根据权利要求1所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:TaaNbbHfcZrdCre,其中a,b,c,d和e为1至55原子%。
6.根据权利要求1所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:AlaLibMgcScdTie,其中a,b,c,d和e为1至55原子%。
7.根据权利要求1所述的钟表组件,其中所述高熵合金满足下式:AlaCobCrcCudFeeNif,其中a,b,c,d,e和f为1至55原子%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的钟表组件,其中所述高熵合金包含一种或多种以下间隙元素:C,N,B。
9.根据前述权利要求中任一项所述的钟表组件,其中所述高熵合金包含一种或多种以下结构硬化元素:Ti,Al,Be,Nb。
10.高熵合金用于制造钟表组件的用途,所述高熵合金由4至6种元素形成,形成单一固溶体,所述高熵合金的各主要合金元素的浓度为1至55原子%。
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