表2 含Y的Fe-Cr-Co-Mo-C-B系无磁非晶钢

在国内，中科院物理所率先开展了无磁非晶钢的研究。2005年2月骆重阳、潘明祥等人在Fe48Cr15Mo14Er2C15B6的基础上增加 Fe的含量, 相对减少 Cr，Mo，B和Er的比例，合成制备了Fe56Mn5Cr7Mol2Er2C12B6非晶钢，tmax=8mm，Tg=793K，Tx=832K，ΔT=39K，Trg=0.566；此成分的非晶钢既提高了Fe的含量，又保持了较大的非晶形成能力和热稳定性，同时减少了Cr，Mo，B这类较贵金属和类金属的用量，降低了制备成本，从而更好地将非晶钢推向实际工程应用。

非晶钢成分设计思路：

①抑制磁性效果，Mn和少量的Cr是常用来抑制铁磁性的添加元素；②降低Tl获得高Trg，添加非金属元素、Mn和难熔金属Zr、Nb、Mo来降低Tl,但添加Cr会提高Tl;③提高Tg,难熔金属的加入提高了弹性模量，增强了非晶结构的稳定性，从而提高了Tg;④拟定合金成分，考虑三种不同尺寸原子，即Fe(Mn)原子，非金属小原子和难熔金属大原子之间的配比，而最佳的大原子含量(质量分数)估计在10％左右这样的原子尺寸分布能更加强化非晶结构，因为在构成骨架的原子中，难熔大原子具有高的配位数，而非金属小原子占据其中间隙位置，这种结构能更有效的与主要组成Fe原子产生交互作用。

虽上述合金成分有较高的玻璃形成能力，但必须使用高纯元素在较高的真空度下制备，大大增加生产成本和加工的复杂性。针对这一问题，北京科技大学新金属材料国家重点实验室吕昭平团队与韩国国立庆北大学合作，采用工业生铁、工业铁合金和商业梯度纯元素，使用电弧熔炼和铜模吸铸法成功制备出临界尺寸7mm工业级Fe69.9C7.1Si3.3B5.5P8.7Al2.0Mo2.5Co1.0非晶钢，该合金表现出很强的玻璃形成能力和热稳定性，具有较低的液相线。图3和图4分别为其XRD图和热力学曲线图。

图3直径为7mm的Fe69.9C7.1Si3.3B5.5P8.7Al2.0Mo2.5Co1.0非晶钢XRD图

图4 Fe69.9C7.1Si3.3B5.5P8.7Al2.0Mo2.5Co1.0非晶钢的热力学曲线图

虽然无磁非晶钢的开发及研究存在成分敏感、氧化物杂质等影响严重、合成条件苛刻和Fe含量低等问题，但丝毫不影响其巨大且喜人的应用前景。大块无磁非晶钢可以用作未来海军舰船的表面防护，其无磁、强抗海水腐蚀能力、高强度的特点使得无磁非晶钢船体在反探测、服役寿命、抗打击能力方面，具有传统的晶态钢材无法比拟的优势。大块无磁非晶钢还有希望用作穿甲炮弹的弹芯，它的高强度高硬度、极其优异的抗冲击和耐蚀性能，使之有可能成为最有前途的贫铀穿甲弹的替代材料。同时大块无磁非晶钢在机械结构材料、工具材料、耐腐蚀材料、生物医学材料、运动器材材料方面都存在广阔的潜在应用前景。目前已有多家公司或单位对非晶钢进行了深入的研究，例如常州的盘星新金属有限公司具有从非晶钢成分的研发到非晶钢的制备与检测直至最后的生产的成熟路线，已成功利用工业级原材料制备多种成分和尺寸的非晶钢。因此，非晶钢将作为一种结构材料广泛的应用于各个领域。

复刻系列

各位老师是METAL LAB在科研道路上的指明灯，我们致敬所有推进非晶材料发展的各位老师，因此推出非晶钢复刻系列，愿各位老师的科研工作更进一步，硕果累累。

基础数据：

1.棒体直径：φ3mm

2.成分：Fe Cr Mo Er C B

3.最大长度50mm

制备工艺：

1.熔炼Fe-Cr预熔，Fe-Mo预熔，Fe-B预熔，预熔完成后合熔，合熔完成后将剩余的C和Er放置在坩埚底部，合熔后的铸锭放在其上，然后继续熔炼成铸锭

2.吸铸熔炼均匀后，将其放置在吸铸腔进行吸铸