KR100933849B1 - 복합재료 및 그 제조방법 - Google Patents

복합재료 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100933849B1
KR100933849B1 KR1020077006158A KR20077006158A KR100933849B1 KR 100933849 B1 KR100933849 B1 KR 100933849B1 KR 1020077006158 A KR1020077006158 A KR 1020077006158A KR 20077006158 A KR20077006158 A KR 20077006158A KR 100933849 B1 KR100933849 B1 KR 100933849B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amorphous
composition
atomic percent
iron
steels
Prior art date
Application number
KR1020077006158A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070045324A (ko
Inventor
케니쓰 에스. 베치오
저스틴 체니
Original Assignee
더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 filed Critical 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Publication of KR20070045324A publication Critical patent/KR20070045324A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100933849B1 publication Critical patent/KR100933849B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/02Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/03Amorphous or microcrystalline structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

철계 벌크 금속유리 재료 또는 비정질 강을 위한 조성과 제조 공정과 설계. 기술된 조성에 기초한 벌크 금속유리의 일례는 대략 59 내지 70 원자 퍼센트의 철을 함유할 수 있고, 이는 대략 10 내지 20 원자 퍼센트의 메탈로이드 원소와 대략 10 내지 25 원자 퍼센트의 내화성 금속과 함께 합금된다. 비정질 강은 도 1에 도시된 것과 같은 X-레이 회절 패턴을 나타낼 수 있다. 조성은 액상선 온도의 이론적인 계산을 사용하여 낮추어진 액상선 온도를 여전히 유지하면서 실질 양의 내화성 금속을 가지도록 설계될 수 있다. 합금 원소는 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 붕소, 및 탄소이다. 몇몇 합금은 실온에서 강자성체인 반면에, 다른 것은 비강자성체이다. 이들 비정질 강은 종래 고강도 강에 비하여 증가된 비강도와 내식성을 가진다.

Description

복합재료 및 그 제조방법{A COMPOSITE MATERIAL AND A METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 출원은 2004년 9월 27일에 출원된 "저비용 비정질 강"이라는 명칭의 미국 가특허출원 제60/613,780호를 우선권으로 청구한다.
본 출원은 비정질 금속 재료 및 벌크 금속유리(bulk metallic glasses)(BGMs)의 조성에 관한 것이다.
복합적인 성분으로 제조된 비정질 금속 재료는 비결정성 구조를 갖는 비정질이고, "금속유리" 재료로도 알려져 있다. 이런 재료는 결정성 구조를 갖는 많은 금속 재료와 구조 및 거동에 있어 매우 상이하다. 특히, 비정질 금속 재료는, 동일하거나 유사한 조성의 결정성 합금보다 통상적으로 더 강하다. 벌크 금속유리는 임의의 결정성 상(phase) 없이 액체 상태로부터 직접 제조되는 금속유리 또는 비정질 재료의 특정 형식이고, 예를 들어 100 K/s 미만의 느린 임계 냉각률(critical cooling rates), 높은 재료 강도, 및 높은 내식성을 나타낸다. 벌크 금속유리는, 예를 들어 복합적인 성분의 원자가 정렬하여 결정성 구조를 형성할 충분한 시간을 가지지 않는 비율로 용융 합금의 급속한 응고와 같은 다양한 처리에 의해 생산될 수 있다. 높은 비정질 성형성(formability)을 갖는 합금은 더 느린 비율로 냉각될 수 있어서 더 큰 체적으로 제조될 수 있다. 합금의 비정질 성형성은 그 열적 특성, 즉 그 유리전이온도(glass transition temperature)와 그 결정화 온도 사이의 관계에 의해서, 그리고 그 액상선 온도(liquidus temperature)와 그 이상용액(ideal solution) 융해온도(melting temperature) 사이의 차이에 의해서 기술될 수 있다. 유리전이온도와 결정화 온도 사이의 차이가 증가할 때와 그 액상선 온도와 이상용액 융해온도 사이의 차이가 증가할 때, 비정질 성형성이 증가한다.
비벌크 금속유리를 제조하는데 적당한 알려진 다양한 철계 비정질 합금 조성물(iron-based amorphous alloy compositions)은 비교적 제한된 비정질 성형성을 가지고, 변압기, 센서 애플리케이션, 및 마그네틱 리코딩 헤드와 장치 등의 다양한 애플리케이션에 사용되어 진다. 이들 및 다른 애플리케이션은, 생산되어야 할 비정질 합금의 체적과 크기에 대한 제한된 요구를 가지고 있다. 대조적으로, 철계 벌크 금속유리는 더 느린 임계 냉각률로 제조되어 더 두꺼운 부분 또는 더 복잡한 형상이 형성되게 하도록 공식화될 수 있다. 이들 Fe계 BMGs는 결정성 구조를 갖는 종래 고강도 재료를 훨씬 초과하는 경도와 강도를 가질 수 있어서, 높은 강도와 경도 또는 향상된 성형성을 요하는 애플리케이션에 구조적인 재료로서 사용될 수 있다.
몇몇 철계 벌크 금속유리는 50 내지 70 원자 퍼센트 범위의 철 농도를 사용하여 제조되었다. 탄소, 붕소, 또는 인 등의 메탈로이드 원소(metalloid elements)는 벌크 비정질 합금을 형성하도록 내화성 금속(refractory metals)과 함께 사용되었다. 합금은 밀리미터 크기의 시트 또는 실린더의 범위에 이르는 체적으로 생산될 수 있다. .6의 오더(order)로 감소된 유리전이온도와 대략 20K보다 더 큰 과냉각 액체 영역은 Fe계 합금에서의 높은 비정질 성형성을 나타낸다.
본 출원은, 벌크 금속유리를 형성하기에 적당한 현저하게 높은 철 함유량과 높은 유리 성형성을 구비한 철계 비정질 강 합금을 설계하고 제조하는 기술과 조성을 기술하고 있다. 예를 들어, 본 출원에 기술된 벌크 금속유리에 적당한 조성물은 59 내지 70 원자 퍼센트의 철, 10 내지 20 원자 퍼센트의 메탈로이드 원소, 및 10 내지 25 원자 퍼센트의 내화성 금속을 포함할 수 있고, 여기에서 철, 메탈로이드 원소, 및 내화성 금속은 서로 합금되어 비정질 상 재료를 형성한다. 철계 금속유리 재료를 위한 하나의 예시적인 공식화는
Fe78-a-b-cCdBeCraMobWc
이며, 여기에서 (a + b + c) ≤ 17, 'a'는 0 내지 10의 범위이고(예를 들어 2 내지 10), 'b'는 2 내지 8, 'c'는 0 내지 6, 'd'는 10 내지 20, 그리고 'e'는 3 내지 10이다. a, b, c, d, 및 e의 값은 철의 원자 퍼센트가 59 원자%를 초과하도록 선택된다. 하나의 특정 예는 Fe78-a-b-cC12B10CraMobWc이다.
위의 공식화에 기초한 벌크 금속유리 재료는 합금 원소의 농도에 기초한 액상선 온도를 계산하고 조성을 최적화함으로써 설계될 수 있다. 이 방법은 복합적인 성분 금속의 이론적인 상태도(phase diagram) 계산을 사용함으로써 높은 유리 성형성을 구비한 합금을 결정한다.
다른 예로서, 본 출원은 59 내지 70 원자 퍼센트의 철, 10 내지 20 원자 퍼센트의 복수의 메탈로이드 원소, 및 10 내지 25 원자 퍼센트의 복수의 내화성 금속을 포함하는 복합 재료를 기술하고 있다. 철, 메탈로이드 원소, 및 내화성 금속은 서로 합금되어 비정질 상 재료를 형성한다.
여기에 개시된 조성에 기초한 벌크 금속유리를 생산하는 방법이 일례로서 기술되어 있다. 먼저, 철, 내화성 금속, 탄소, 및 붕소를 포함하는 성분의 혼합물이 (예를 들어, 아크 융해 처리를 사용하여) 잉곳으로 융해된다. 최종 용융 잉곳은 응고되어 벌크 비정질 금속유리를 형성한다. 응고는 칠 캐스팅 기술(chill casting technique)을 사용하여 급속하게 수행될 수 있다. 이런 제조 처리는 Fe계 합금을 최소 크기로 0.5mm 두께를 갖는 비정질 샘플로 만드는데 사용될 수 있다. 또한, 이런 처리는, 다른 조성물 중에서, 높은 철 함유량과 대략 50K보다 더 큰 과냉각된 액체 영역을 갖는 Fe68C12B3Cr5Mo10W2의 강을 생산하는데 사용될 수 있다.
이들 및 다른 조성물과 그들의 특성 및 제조는 첨부된 도면, 상세한 설명, 및 특허청구범위에 기술되어 있다.
도 1은, a) Fe60C15B8Mo10Cr4W3, b) Fe60C18B5Mo10Cr4W3, c) Fe59C12B10Mo11Cr5W3, d) Fe61C12B10Mo10Cr4W3, e) Fe61C12B7Mo11Cr3W3, Fe68C12B3Mo10Cr5W2, f) Fe68C10B10Cr4Mo6W2, 및 g) Fe64C10B8Mo11Cr4W3, Fe68C10B8Mo11W3의 비정질 구조를 나타내는 측정된 X-레이 회절 패턴을 도시하며, 수직축은 회절 신호의 측정된 강도이고, 수평축은 회절각의 두배인 측정된 각도이다.
도 2는 (Fe68C10B10Cr4Mo6W2)98Y2의 비정질 구조를 나타내는 측정된 X-레이 회절 패턴을 도시한다.
도 3은 (Fe57C10B10Cr13Mo7W3)98Y2의 비정질 구조를 나타내는 측정된 X-레이 회절 패턴을 도시한다.
도 4는 Fe61C12B10Cr4Mo10W3의 비정질 구조를 나타내는 측정된 X-레이 회절 패턴을 도시한다.
도 5는 Fe68C12B3Cr5Mo10W2의 비정질 구조를 나타내는 X-레이 회절 패턴을 도시한다.
도 6은 Fe68C12B3Cr5Mo10W2에 대한 열기계분석(thermal mechanical analysis)(TMA)을 도시하며, 유리전이온도(Tg)가 화살표로 지시되어 있다.
도 7은 Fe68C12B3Cr5Mo10W2에 대한 시차열분석(differential thermal analysis)(DTA)을 도시하며, 유리전이 및 결정화 온도가 화살표로 지시되어 있다.
소정의 재료 특성을 구비한 복합적인 원소를 갖는 벌크 금속유리 조성물을 설계하는 것은 상이한 원소의 효과와 상호작용의 복잡성(complexities)으로 인하여 부분적으로 기술적인 어려움이 있다. 이런 복합 재료에 있어서, 하나의 원소의 양, 또는 한 원소를 다른 원소로 치환하는 것과 같이, 조성의 임의의 측면에서의 변경은 최종적인 금속유리 재료의 특성에 현저하게 영향을 미칠 수 있다. 이런 복잡성 으로 인하여, 알려진 많은 금속유리 조성물은 시행착오의 결과이다. 본 출원에 기술된 Fe계 금속유리 조성물은 메탈로이드 원소 및 내화성 금속 원소(refractory metal elements)를 철(iron)과 함께 선택하는 시스템적인 접근에 기초하여 설계되어, 낮은 유리전이 온도와 높은 결정화 온도 사이의 큰 차이와, 혼합물에서 상이한 원소의 융해 온도의 가중 평균인 이상용액 융해온도와 액상선 온도 사이의 큰 차이에 의해 나타나는 높은 유리 성형성을 구비한 조성을 찾는다.
특정 벌크 금속유리를 설계하는 이런 접근 하에서, 액상선 온도는 벌크 금속유리의 성분으로 선택되는 상이한 합금 원소의 농도에 기초하여 계산된다. 이 후, 조성이 각각의 결과 액상선 온도에 기초하여 최적화된다. Fe계 합금에 첨가된 몰리브덴과 크롬과 같은 내화성 금속 원소의 농도도 최적화될 수 있어, 최종 합금은 1) 첨가된 내화성 금속의 높은 농도로 인하여 높은, 또는 최대의 점성, 및 2) 낮은, 또는 최소의 액상선 온도를 가진다. 낮은 액상선 온도와 높은 이상용액 융해온도를 달성하도록 조성이 선택되어, 후보 조성(candidate composition)은 액상선 온도와 이상용액 융해온도 사이의 큰 차이를 가진다. 이런 후보 조성은 큰 온도 범위에 걸쳐서 이들의 액상선 상(liquidus phase)을 유지할 수 있으며, 이 큰 온도 범위 내에서, 비교적 느린 냉각 처리가 벌크 재료에서 비정질 상을 얻는데 사용될 수 있다. 액상선 온도와 이상용액 융해온도 사이의 큰 차이를 구비한 후보 조성 중에서, 낮은 유리전이 온도와 높은 결정화 온도 사이의 큰 차이를 구비한 조성이 더 확인되어 최종 금속유리 조성을 위한 후보로 선택된다. 이런 수치적이며 시스템적인 설계 접근은 존재하는 비정질 합금의 조성을 예상할 때 잘 작동하며, 아래에 기술된 예의 조성을 설계하는데 사용되었다.
위의 설계 접근의 한 적용은 금속 철에 기초한 금속유리 조성물이며, 이는 비교적 저렴하며 폭넓게 유용하다. 이런 철계 금속유리 재료는, 합리적으로 낮은 가격으로 훌륭한 유리 성형성을 얻어 대량 생산과 다양한 적용으로의 사용을 허용하도록 설계될 수 있다. 여기에 기술된 철이 풍부한 비정질 합금의 조성은 적당한 냉각률 하에서 비정질 상태에 도달하여 벌크 금속유리 재료를 형성하는데 사용될 수 있다. 여기에 기술된 이런 벌크 금속유리의 몇몇 예는 대략 59 내지 70 원자 퍼센트의 철 함유량을 가지며, 비정질 강으로도 지칭된다. 이들 예에서, 철은 10 내지 20 원자 퍼센트 메탈로이드 원소와 10 내지 25 퍼센트 내화성 금속과 함께 더 합금되어 진다. 조성은 액상선 온도의 이론적인 계산을 사용하여 선택된다. 합금은, 낮추어진 액상선 온도를 여전히 유지하면서 비정질 구조를 안정화하기 위해서 충분한 양의 내화성 금속을 가지도록 설계된다. 몇몇의 구현에 있어, 주요 합금원소는 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 붕소, 및 탄소일 수 있다. 몇몇의 결과 합금은 실온에서 강자성체인 반면, 나머지는 비강자성체이다. 이들 비정질 강은 종래의 고강도 강에 비하여 증가된 비강도(specific strengths)와 내식성을 가진다. 이들 합금의 비정질 구조는 이들 합금에 독특한 물리적이며 기계적인 특성을 부여하고, 이는 이들의 결정성 합금 형태에서는 얻어지지 않는다.
특히, 여기에 기술된 조성물은 다른 Fe계 벌크 금속유리 재료보다 더 높은 Fe 함유량을 가지고, 느린 냉각 조건 하에서 재료를 비정질로 만들기 위해서 다른 Fe계 벌크 금속유리 재료에서 발견되는 고가의 합금 원소를 사용하지 않는다. 본 비정질 강의 조성물은 다른 Fe계 벌크 금속유리보다 표준 강 합금 조성물에 현저하게 더 가까워서, 존재하는 기술, 처리, 및 장비를 포함하는 다양한 강 생산 기술, 처리, 및 장비를 사용함으로써 생산을 확대하기에 훨씬 더 매력적이다. 이에 비하여, 다양한 상업적인 벌크 금속유리는 Zr계 재료를 사용하여, 생산하기에 고가이다. 본 조성물은 가장 저렴하고 폭넓게 유용한 금속 원소 중 하나인 철을 주요 구성요소로 사용하여, 재료의 비용을 현저하게 감소시킨다.
본 조성의 하나의 공식화는,
Fe78-a-b-cCdBeCraMobWc
로 표현될 수 있으며, 여기에서 아래 첨자 파라미터는 상이한 원소의 상대 원자%를 나타낸다. 위에 기술된 시스템적인 설계 접근에 기초하여, 원소의 상대적인 양은 다음 조건으로 제한된다: (a + b + c) ≤ 17; 'a'는 0 내지 10의 범위; 'b'는 2 내지 8의 범위; 'c'는 0 내지 6의 범위; 'd'는 10 내지 20의 범위; 그리고 'e'는 3 내지 10의 범위이다. 또한, a, b, c, d, 및 e의 값은 철의 원자 퍼센트가 59 원자%를 초과하도록 선택되어 진다. 본 조성에 기초한 하나의 비정질 재료는 d = 12 및 e = 10에 대한 Fe78-a-b-cC12B10CraMobWc이다.
위의 조성에 기초한 합금은 고순도 원소의 혼합물을 융해시킴으로써 생산될 수 있다. 예를 들어, 융해는 아르곤 대기 하의 아크 로(arc furnace)에서 수행될 수 있다. 합금 잉곳은 주요 금속 원소로서 철과, Cr, W, 및 Mo 등의 내화성 원소와, 탄소 및 붕소 등의 메탈로이드 원소로 제조되어 진다. 이들 원소의 특정량이 위의 지시에 기초하여 선택되어 진다. 소정의 상대량을 갖는 이들 원소의 혼합물은, 예를 들어 아크 융해와 다른 융해 방법을 사용함으로써 잉곳을 형성하도록 서로 융해될 수 있다. 잉곳은 몇 번 재융해되어 잉곳의 균질성을 확보한 후, 냉각 캐스팅 몰드를 주조하여 비정질 구조의 소정 형상을 생산한다. 융해는, 전기 로, 유도-융해 로, 또는 위에 기술된 조성물의 원소가 서로 융해되도록 하는 임의의 다른 융해 기술로 수행될 수 있다. 융해를 위한 열은 유도 가열, 로 가열, 또는 아크 융해 등의 다양한 처리로부터 생성할 수 있다.
예를 들어, 아크 융해 방법이, 적어도 0.635mm의 크기를 갖는 다음의 벌크 금속유리 재료 샘플을 성공적으로 생산하는데 사용되었다: Fe68C10B10Cr4Mo6W2Y2, Fe57C10B10Cr13Mo7W3Y2, Fe61C12B10Cr4Mo10W3, Fe68C12B3Cr5Mo10W2, Fe60C15B8Mo10Cr4W3, Fe60C18B5Mo10Cr4W3, Fe61C12B7Mo11Cr5W4, Fe61C12B10Mo11Cr3W3, Fe64C10B8Mo11Cr4W3, 및 Fe68C10B8Mo11W3. 샘플은 구리 슬리브로 흡입 주조(suction cast)되었다. 0.025"와 0.050"의 상이한 두께의 두 개의 슬리브가 사용되었다. 캐스트 합금의 비정질의 성질이 X-레이 회절을 사용하여 증명되었다. 열 특성은 시차열분석기(DTA), 시차주사열량계(differential scanning calorimeter)(DSC), 및 열기계분석기(TMA)를 사용하여 얻어졌다. 두 종류의 철이 풍부한 비정질 강이 생산되었다; 한 종류는 이트륨을 함유하고, 다른 종류는 이트륨이 없다. 이트륨의 사용 없이 생산된 합금은 저비용 제조가능성(manufacturability)이라는 점에서 최적 합금을 나타낸다. 또한, 이들 합금은 비교적 내산화성인 원소로 구성되어서, 이들의 제조 가능성을 더 증가시킨다.
도 1 내지 도 7은 이들 샘플의 다양한 측정 결과를 도시한다. 도 1 내지 도 5는 샘플의 비정질 구조를 나타내는 측정된 X-레이 회절 패턴이다. 도 6은 Fe68C12B3Cr5Mo10W2의 조성을 가지는 샘플에 대한 측정된 TMA 데이터이며, 여기에서 수직축은 TMA 프로브 위치이고, 프로브가 떨어지는 위치는 유리전이온도(Tg)의 측정으로 사용된다. 도 7은 Fe68C12B3Cr5Mo10W2에 대한 시차열분석(DTA) 결과를 도시하며, 여기에서 수직축은 측정 동안 사용되는 열유동이다. DTA에서 급격한 전이는, 반응이 일어날 때, 결정화 또는 융해를 나타내는 흡열 또는 발열 중 어느 하나를 지시하고, 시작에서의 아주 작은 전이는 유리전이를 반영하고 있다. 도 7의 특정 DTA 측정은 유리전이온도(Tg)와 결정화 온도(Tx1) 사이이 차이가 50K를 초과함을 나타내며, 이는 훌륭한 유리 성형성의 지표이다.
여기에 기술된 비정질 강의 조성은 다른 것으로 제조된 다양한 비정질 강보다 더 높은 수준의 철을 저비용 내화성 금속과 메탈로이드 원소와 함께 가진다. 따라서, 이런 높은 철 함유 비절질 강의 적용은 다른 비정질 강보다 종래 고강도 구조 강을 대체하는데 더 유리하다. 특히, Fe68C12B3Cr5Mo10W2의 조성은 68 원자%의 높은 철 함유량을 가지며, C, B, Cr, Mo, 및 W의 저비용 합금 원소를 사용하여 대략 50K보다 더 큰 과냉각 액체 영역을 나타낸다. 따라서, 이 조성물은 산업적인 적용을 위한 벌크 생산에 적당하다.
본 조성에 기초한 Fe가 풍부한 재료는 광범위한 적용에서 사용될 수 있다. 이들 금속의 비교적 높은 비정질 성형성은 이들을, 테니스 라켓 보강재, 스키, 야구 배트, 골프 클럽 헤드 등의 스포츠 용품과, 장치 케이스, 안테나 등의 가전제품 및 다른 전자제품과, 고강도, 경량을 위한 써멀 솔루션(thermal solutions)과, 노트북 컴퓨터, 핸드폰, 휴대용 PDA, MP3 플레이어, 휴대용 메모리 장치, 멀티미디어 플레이어 등의 모바일 장치에 사용되는 구성요소 및 부품과, 항공 전자공학 장치에 사용되는 구성요소 및 부품과, 자동차 부품 및 장치를 포함하나 이에 제한되지 않는 광범위한 적용을 위한 바람직한 재료가 되게 한다. 본 조성에 기초한 Fe가 풍부한 재료는, 스프링과 액추에이터 등의 항공우주, 산업, 및 자동차 애플리케이션 및 다양한 내식성 애플리케이션에서 티타늄과 다른 특수 합금에 저비용 대안으로 사용될 수 있다. 또한, 이 조성물은 지뢰의 마그네틱 트리거링(magnetic triggering)을 방지하는 군용 애플리케이션에서 비강자성 구조의 재료를 형성하는데 사용될 수 있다. 또한, 본 조성물은 바이오 메디컬 임플란트, 변압기 코어 등을 위해 사용될 수 있다. 많은 다른 구조의 재료 애플리케이션이 확실히 가능하다.
요약하면, 약간의 구현만이 개시되어 있다. 그러나, 변화 및 개량이 될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 성분의 조성이 Fe61C12B10Cr4Mo10W3인, 복합 재료.
  5. 성분의 조성이 Fe68C12B3Cr5Mo10W2인, 복합 재료.
  6. 성분의 조성이 Fe60C15B8Mo10Cr4W3인, 복합 재료.
  7. 성분의 조성이 Fe60C18B5Mo10Cr4W3인, 복합 재료.
  8. 성분의 조성이 Fe61C12B7Mo11Cr5W4인, 복합 재료.
  9. 성분의 조성이 Fe61C12B10Mo11Cr3W3인, 복합 재료.
  10. 성분의 조성이 Fe64C10B8Mo11Cr4W3인, 복합 재료.
  11. 삭제
  12. 성분의 조성이 Fe59C12B10Mo11Cr5W3인, 복합 재료.
  13. 성분의 조성이 Fe61C12B10Mo10Cr4W3인, 복합 재료.
  14. 성분의 조성이 Fe68C10B10Cr4Mo6W2인, 복합 재료.
  15. 성분의 조성이 Fe78-a-b-cC12B10CraMobWc인 복합재료로서,
    (a+b+c) ≤ 17, 0<a≤10, 2≤b≤8, 0<c≤6 이며,
    a, b 및 c의 값은 철의 원자 퍼센트가 59 원자%를 초과하도록 선택되는 복합 재료.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
KR1020077006158A 2004-09-27 2005-09-27 복합재료 및 그 제조방법 KR100933849B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61378004P 2004-09-27 2004-09-27
US60/613,780 2004-09-27
PCT/US2005/034983 WO2006037093A2 (en) 2004-09-27 2005-09-27 Low cost amorphous steel

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097015544A Division KR20090092346A (ko) 2004-09-27 2005-09-27 복합재료 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070045324A KR20070045324A (ko) 2007-05-02
KR100933849B1 true KR100933849B1 (ko) 2009-12-24

Family

ID=36119597

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077006158A KR100933849B1 (ko) 2004-09-27 2005-09-27 복합재료 및 그 제조방법
KR1020097015544A KR20090092346A (ko) 2004-09-27 2005-09-27 복합재료 및 그 제조방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097015544A KR20090092346A (ko) 2004-09-27 2005-09-27 복합재료 및 그 제조방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20070253856A1 (ko)
EP (1) EP1794337A4 (ko)
JP (1) JP2008514815A (ko)
KR (2) KR100933849B1 (ko)
CN (1) CN101014728B (ko)
CA (1) CA2577718A1 (ko)
WO (1) WO2006037093A2 (ko)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101496223B (zh) 2005-02-17 2017-05-17 科卢斯博知识产权有限公司 大块凝固非晶态合金制成的天线结构
WO2009062196A2 (en) 2007-11-09 2009-05-14 The Regents Of The University Of California Amorphous alloy materials
KR101581478B1 (ko) * 2007-11-09 2015-12-30 더 나노스틸 컴퍼니, 인코포레이티드 준 비정질 금속 합금의 인장 신율
WO2013101561A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Scoperta, Inc. Coating compositions
WO2014004704A1 (en) 2012-06-26 2014-01-03 California Institute Of Technology Systems and methods for implementing bulk metallic glass-based macroscale gears
CN104838032A (zh) 2012-10-11 2015-08-12 思高博塔公司 非磁性金属合金组合物和应用
US20140342179A1 (en) 2013-04-12 2014-11-20 California Institute Of Technology Systems and methods for shaping sheet materials that include metallic glass-based materials
US9802387B2 (en) 2013-11-26 2017-10-31 Scoperta, Inc. Corrosion resistant hardfacing alloy
US20160361897A1 (en) * 2014-03-17 2016-12-15 California Institute Of Technology Systems and Methods for Implementing Robust Metallic Glass-Based Fiber Metal Laminates
CN106661702B (zh) 2014-06-09 2019-06-04 斯克皮尔塔公司 抗开裂硬面堆焊合金
MY190226A (en) 2014-07-24 2022-04-06 Oerlikon Metco Us Inc Hardfacing alloys resistant to hot tearing and cracking
WO2016014665A1 (en) 2014-07-24 2016-01-28 Scoperta, Inc. Impact resistant hardfacing and alloys and methods for making the same
CN107532265B (zh) 2014-12-16 2020-04-21 思高博塔公司 含多种硬质相的韧性和耐磨铁合金
US10151377B2 (en) 2015-03-05 2018-12-11 California Institute Of Technology Systems and methods for implementing tailored metallic glass-based strain wave gears and strain wave gear components
US10174780B2 (en) 2015-03-11 2019-01-08 California Institute Of Technology Systems and methods for structurally interrelating components using inserts made from metallic glass-based materials
US10155412B2 (en) 2015-03-12 2018-12-18 California Institute Of Technology Systems and methods for implementing flexible members including integrated tools made from metallic glass-based materials
JP6999081B2 (ja) 2015-09-04 2022-01-18 エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド 非クロム及び低クロム耐摩耗性合金
US10851444B2 (en) 2015-09-08 2020-12-01 Oerlikon Metco (Us) Inc. Non-magnetic, strong carbide forming alloys for powder manufacture
WO2017083419A1 (en) 2015-11-10 2017-05-18 Scoperta, Inc. Oxidation controlled twin wire arc spray materials
US10968527B2 (en) 2015-11-12 2021-04-06 California Institute Of Technology Method for embedding inserts, fasteners and features into metal core truss panels
JP7217150B2 (ja) 2016-03-22 2023-02-02 エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド 完全可読性溶射コーティング
JP2020512482A (ja) 2017-03-10 2020-04-23 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 金属積層造形を用いた波動歯車フレクスプラインの製造方法
US11185921B2 (en) 2017-05-24 2021-11-30 California Institute Of Technology Hypoeutectic amorphous metal-based materials for additive manufacturing
WO2018223117A2 (en) 2017-06-02 2018-12-06 California Institute Of Technology High toughness metallic glass-based composites for additive manufacturing
CN107513673A (zh) * 2017-07-18 2017-12-26 同济大学 一种块体铁基非晶合金及其制备方法
CN113195759B (zh) 2018-10-26 2023-09-19 欧瑞康美科(美国)公司 耐腐蚀和耐磨镍基合金
US11680629B2 (en) 2019-02-28 2023-06-20 California Institute Of Technology Low cost wave generators for metal strain wave gears and methods of manufacture thereof
US11859705B2 (en) 2019-02-28 2024-01-02 California Institute Of Technology Rounded strain wave gear flexspline utilizing bulk metallic glass-based materials and methods of manufacture thereof
US11400613B2 (en) 2019-03-01 2022-08-02 California Institute Of Technology Self-hammering cutting tool
US11591906B2 (en) 2019-03-07 2023-02-28 California Institute Of Technology Cutting tool with porous regions
JP6741108B1 (ja) * 2019-03-26 2020-08-19 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品
EP3962693A1 (en) 2019-05-03 2022-03-09 Oerlikon Metco (US) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750273A (en) * 1995-03-30 1998-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Soft magnetic thin film and thin film magnetic element using the same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2838395A (en) * 1956-11-14 1958-06-10 Du Pont Niobium base high temperature alloys
US3856513A (en) * 1972-12-26 1974-12-24 Allied Chem Novel amorphous metals and amorphous metal articles
GB1505841A (en) * 1974-01-12 1978-03-30 Watanabe H Iron-chromium amorphous alloys
US4116682A (en) * 1976-12-27 1978-09-26 Polk Donald E Amorphous metal alloys and products thereof
US4221592A (en) * 1977-09-02 1980-09-09 Allied Chemical Corporation Glassy alloys which include iron group elements and boron
DE3049906A1 (en) * 1979-09-21 1982-03-18 Hitachi Ltd Amorphous alloys
JPS58213857A (ja) * 1982-06-04 1983-12-12 Takeshi Masumoto 疲労特性に優れた非晶質鉄基合金
US4822415A (en) * 1985-11-22 1989-04-18 Perkin-Elmer Corporation Thermal spray iron alloy powder containing molybdenum, copper and boron
CN86103008B (zh) * 1986-04-30 1987-06-24 清华大学 中碳空冷锰硼贝氏体钢
JP2713711B2 (ja) * 1987-11-17 1998-02-16 日立金属株式会社 防犯センサ用マーカ
US5384203A (en) * 1993-02-05 1995-01-24 Yale University Foam metallic glass
US5735975A (en) * 1996-02-21 1998-04-07 California Institute Of Technology Quinary metallic glass alloys
US5741374A (en) * 1997-05-14 1998-04-21 Crs Holdings, Inc. High strength, ductile, Co-Fe-C soft magnetic alloy
EP0899353B1 (en) * 1997-08-28 2004-05-12 Alps Electric Co., Ltd. Method of sintering an iron-based high-hardness glassy alloy
EP1058964B1 (de) * 1998-03-03 2002-06-12 Vacuumschmelze GmbH Tiefpassfilter für eine frequenzweiche
JP2001152301A (ja) * 1999-11-19 2001-06-05 Alps Electric Co Ltd 軟磁性金属ガラス合金
WO2002027050A1 (en) * 2000-09-25 2002-04-04 Johns Hopkins University Alloy with metallic glass and quasi-crystalline properties
US6689234B2 (en) * 2000-11-09 2004-02-10 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Method of producing metallic materials
CN1182269C (zh) * 2001-12-05 2004-12-29 威海三盾焊接材料工程有限公司 抗高温磨粒磨损堆焊合金材料
JP2005517808A (ja) * 2002-02-11 2005-06-16 ユニヴァースティ オブ ヴァージニア パテント ファウンデイション 嵩凝固する高マンガン非強磁性アモルファス・スチール合金、およびそれを用いたおよび製造する関連する方法
US7052561B2 (en) * 2003-08-12 2006-05-30 Ut-Battelle, Llc Bulk amorphous steels based on Fe alloys

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750273A (en) * 1995-03-30 1998-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Soft magnetic thin film and thin film magnetic element using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CA2577718A1 (en) 2006-04-06
US20110284135A1 (en) 2011-11-24
US20070253856A1 (en) 2007-11-01
CN101014728A (zh) 2007-08-08
EP1794337A2 (en) 2007-06-13
KR20090092346A (ko) 2009-08-31
KR20070045324A (ko) 2007-05-02
EP1794337A4 (en) 2009-04-01
CN101014728B (zh) 2011-05-25
WO2006037093A3 (en) 2006-05-18
WO2006037093A2 (en) 2006-04-06
JP2008514815A (ja) 2008-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100933849B1 (ko) 복합재료 및 그 제조방법
Li et al. Fe-based bulk metallic glasses: Glass formation, fabrication, properties and applications
US8986469B2 (en) Amorphous alloy materials
Li et al. Formation of bulk magnetic ternary Fe80P13C7 glassy alloy
Wang et al. Bulk metallic glasses
Song et al. Synthesis of ferromagnetic Fe-based bulk glassy alloys in the Fe–Nb–B–Y system
AU2011312524B2 (en) Tough iron-based metallic glass alloys
Zhang et al. Formation and mechanical properties of Ni-based Ni–Nb–Ti–Hf bulk glassy alloys
US8097098B2 (en) Martensitic stainless steel composition, method for making a mechanical part from said steel and resulting part
WO2005033350A1 (en) Fe-base in-situ composite alloys comprising amorphous phase
JP2016501722A (ja) アモルファス合金の射出圧縮成形
Kim et al. Development of quaternary Fe–B–Y–Nb bulk glassy alloys with high glass-forming ability
US20140332120A1 (en) Bulk ferromagnetic glasses free of non-ferrous transition metals
US11530466B2 (en) Low thermal expansion alloy
CN102867608A (zh) 一种FeNi基非晶软磁合金及其制备方法
US20040099348A1 (en) Cu-be base amorphous alloy
CN101538693B (zh) 一种铁基非晶合金及其制备方法
EP2285997A1 (en) Amorphous alloy and process for producing products made thereof
CZ20031263A3 (cs) Magneticky měkké slitiny Co-Mn-Fe
CN100432269C (zh) 块体铁基非晶合金
Yu et al. Thermodynamics and liquid phase separation in the Cu–Co–Nb ternary alloys
JP2003239051A (ja) 高強度Zr基金属ガラス
JP2694240B2 (ja) 高温低熱膨張鋳鉄の製造方法
Ouyang et al. The Addition of Boron to Melt-Spun Fe− 6.5% Si Ribbons
JPH04136136A (ja) 低熱膨張鋳鉄

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121206

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131209

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141205

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151204

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161207

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181206

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191211

Year of fee payment: 11