FeCo基软磁合金改善塑性研究

论文摘要

FeCo基软磁合金在金属材料中具有最高的饱和磁感应强度,同时兼具低矫顽力、高居里温度等优点,广泛应用于汽车、轮船、飞机的高能量密度电机中。随着工程技术的不断发展,电机的转速不断提高,对于材料的力学性能提出了更高的要求,如何在保证合金磁性能不降低的同时,改善其机械性能成为了研究热点。本文通过在传统Fe-49Co-2V合金（国产牌号1J22）的基础上,添加了微量Nb元素,研究了合金成分及后续热处理对三元Fe-Co-2V及四元Fe-49Co-2V-Nb软磁合金性能与组织结构的影响,探究了合金韧性与断口形貌之间的联系。对于Nb元素含量与热处理工艺对合金性能作用的研究,课题选取了Fe-49Co-2V合金与添加Nb元素的Fe-49Co-2V-XNb（x=0.03,0.15,0.3）合金进行对比,结果发现Nb含量为0.3wt%时性能最佳:经过4.5h、870℃热处理的Fe-Co-2V-0.3Nb合金具有最佳的综合性能,饱和磁感应强度Bs=2.283T,矫顽力Hc=65.42,抗拉强度Rm=572MPa,屈服强度Rp0.2=263MPa,断后延伸率A=6.0%;与Fe-49Co-2V合金相比磁性能基本不降低的同时有效地提升韧性。对于淬火对合金韧性的影响方面,本课题对比了锻态合金与两相区淬火合金的韧性,发现对于Fe-49Co-2V-Nb合金,经过淬火工艺后,得到的组织韧性明显增加。进一步对合金组织与断口形貌的研究发现,Nb元素添加能够细化基底FeCo合金晶粒,从而提高合金强度;在Nb含量为0.3wt%合金中发现析出相,推测析出相是晶粒细化的主要原因。韧性较好的合金样品中,断口形貌均为“波浪形”,由晶界断裂转变为穿晶断裂。断裂类型的改变推测与合金韧性改善有关。利用高温拉伸实验与高温磁性能测量装置,对Nb含量为0.3wt%及0.03wt%的合金500℃左右的高温性能进行研究。结果表明,两种合金在高温时饱和磁感应强度Bs与矫顽力Hc均较室温时呈现小幅度降低;0.3wt%Nb的合金高温塑性略有下降,但抗拉强度与延伸率仍旧远高于后者。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
•   1.1 软磁材料概述
•   1.2 常见的软磁材料
•     1.2.1 电工纯铁
•     1.2.2 硅钢
•     1.2.3 铁镍软磁合金
•     1.2.4 铁氧体软磁材料
•   1.3 FeCo基软磁材料
•     1.3.1 FeCo软磁合金
•     1.3.2 FeCo基非晶材料
•     1.3.3 FeCo基纳米晶合金
•   1.4 等原子比FeCo软磁合金的性能改良
•     1.4.1 V元素的添加
•     1.4.2 合金韧性改良
•     1.4.3 高温性能与时效
•   1.5 本课题的研究意义
• 2 实验内容与方法
•   2.1 等原子比FeCo基软磁合金的制备
•     2.1.1 合金的冶炼
•     2.1.2 试样的准备
•     2.1.3 退火热处理
•   2.2 合金性能与结构的表征
•     2.2.1 磁性能测试
•     2.2.2 力学性能测试
•     2.2.3 扫描电子显微镜（SEM）
•     2.2.4 透射电镜（TEM）
•     2.2.5 电子衍射（SAED）
•     2.2.6 能谱分析仪（EDS）
•     2.2.7 X射线衍射（XRD）
•     2.2.8 金相显微镜
• 3 淬火对FeCoVNb软磁合金性能的影响
•   3.1 实验设计
•   3.2 实验结果与分析
•     3.2.1 淬火前后合金性能的变化
•     3.2.2 淬火前后合金组织的变化
•   3.3 本章小结
• 4 热处理工艺对FeCoVNb软磁合金性能的影响
•   4.1 实验设计
•   4.2 实验结果与分析
•     4.2.1 不同Nb元素含量合金性能对比
•     4.2.2 不同Nb元素含量合金组织对比
•     4.2.3 断口形貌分析
•     4.2.4 析出相的发现
•   4.3 本章小结
• 5 高温性能与时效性能
•   5.1 实验设计
•   5.2 实验结果与分析
•   5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张敬霖

导师: 张羊换

关键词: 软磁,塑性

来源: 内蒙古科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,电力工业

单位: 内蒙古科技大学

分类号: TM271.2

DOI: 10.27724/d.cnki.gnmgk.2019.000604

总页数: 63

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