Si和Mn元素及加工工艺对屏蔽用铁基电磁材料性能影响研究

发布时间：2020-07-17 21:49

【摘要】：近年来,钢铁材料逐渐向高品质、低成本、结构功能一体化的方向发展。由于传统的金属铁磁性屏蔽材料力学性能不好,给生产和加工带来了许多不便,限制了其应用范围,这对其磁性能和力学性能提出了更高的要求。为此,本文以铁基电磁材料为研究对象,通过研究添加固溶强化元素Si和Mn、热轧工艺和退火工艺来改善磁性能和力学性能。本论文通过利用Thermol-calc计算相变温度、不同终轧温度热轧、系列温度退火、金相组织观察分析、EBSD晶粒取向分析、直流磁性能检测、屏蔽效能检测、室温拉伸实验等手段进行了研究,得到以下结论:(1)Si系高温退火时不发生相变,随退火温度升高晶粒尺寸和均匀性均增加,Si系高温退火时组织晶粒粗大且均匀性最好,Mn系采用不发生α→γ相变的最高温度880℃退火时可以获得相对粗大且均匀的组织。(2)力学性能方面,最佳合金成分和加工工艺是含1.4%Si的实验材料,840℃终轧,1100℃退火。此时最佳力学性能是:抗拉强度为359.0 MPa,屈服强度为218.5MPa,断后伸长率为33.0%。(3)磁性能方面,最佳合金成分:Si系为1.4%Si、Mn系为1.0%Mn中加0.1%P;最佳退火温度:Si系为1100℃、Mn系880℃;添加0.1%P对Si系铁基电磁材料磁性能不利,对Mn系有利。Si系的屏蔽效果要比Mn系好。(4)随着终轧温度由770℃逐渐升高至920℃,晶粒中磁性不利的难磁化方向[111]组分先急剧减少后缓慢增多,有利的(110)[001]组分逐渐增多,偏差度先变小后增大,840℃终轧对磁性能最有利。(5)实验材料中,综合磁性能和力学性能来看,最佳的合金成分及工艺是,含1.4%Si实验材料热轧时终轧温度为840℃,经1100℃退火,在直流低频弱磁场环境下所测量的屏蔽效能13.92d B跟坡莫合金相当。综上所述,Si元素使相变温度升高,致使高温退火时不发生相变,更易获得粗大且均匀的等轴铁素体晶粒组织,对实验材料的磁性能优化起到显著作用;同时晶粒尺寸的增大会对力学性能产生一定损害,固溶强化元素Si的强化作用可在一定程度上补救甚至超过由于组织因素带来的强度损失。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM271;TG156;TG335
【图文】：

[25]。表 1.12 1%Al Fe 板与其他软磁材料的直流磁性比较2 Comparison of dc magnetic properties of 1% Al-Fe and other somaterials厚度/mmμmmH/mHcA/mB0.3/TB0.5/TB1/TB5/TB/15 83.57 12.7 1.32 1.42 1.50 1.59 1.15 12.06 60.5 0.03 0.11 0.96 1.58 1.0.6 95.51 6.4 1.08 1.14 1.18 1.34 e 由于晶粒大和杂质低，矫顽力比 NK-J1 纯铁低 2/3 以上，，相当于地磁场下的磁感应强度 B5提高 10 倍以上。与坡较高和最大磁导率较低外，磁感应强度都较高，并且 1%良好，适合用作弱磁场屏蔽件。例如：为保证光电探测器度，必须屏蔽地磁，以防止地磁场的不利影响，过去通常铁管的双屏蔽法，如果用 1%Al-Fe 板只需单屏蔽就满足6]。

图 1.4 铁单晶体三个方向的磁化曲线Fig. 1.4 Magnetization curves in threedirections of a single crystal of iron图 1.5 3％Si-Fe 单晶体三个方向的磁化曲线Fig. 1.5 Magnetization curves of 3% Si-Fesingle crystal in three directions

图 1.4 铁单晶体三个方向的磁化曲线Fig. 1.4 Magnetization curves in threedirections of a single crystal of iron图 1.5 3％Si-Fe 单晶体三个方向的磁化曲线Fig. 1.5 Magnetization curves of 3% Si-Fesingle crystal in three directions

【参考文献】

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本文编号：2759980