铁镍合金一种在弱磁场中具有高磁导率和低矫顽力的低频软磁材料。早期铁镍合金用于电话通信,其后采用一种热处理工艺和真空冶炼的方法使合金特性得到较大的提高。含Ni78%的铁镍合金在弱磁场中的磁导率比硅钢高约10~20倍,普遍用于灵敏继电器、磁屏蔽、电话和无线电变压器、精密的交流和直流仪表、电流互感器(见互感器)中。在铁镍合金中加入钼、锰、钴、铜、铬等元素,可得具有更大初始磁导率μi和较大磁导率μm的三元、四元铁镍合金1J79(4)70%~81%Ni-Fe合金。
1J79坡莫合金该成分范围的坡莫合金具有较高的磁导率。虽然二元的镍铁合金中K1和不可λ能同时降为零,但在此成分范围内加入适量的合金化元素如钼、铬、铜等,再通过控制热处理的冷却速度,便可以使K1和λ同时趋近于零,从而获得很高的磁导率和很低的矫顽力。一般这种合金的μi可达40~60mH/m。1947年美国波佐思(R.M.Bozorth)等人用较纯的原材料,经真空熔炼并在纯净的氢气中于1200~1300℃高温退火,获得了μi和μm极高的Ni79Mo5合金,称超坡莫合金。其μi可达150mH/m以上,μm可达1130mH/m。20世纪60年代末,日本的增本量等在78%Ni-Fe合金中加入铌、钽,以后又加入第四和第五种元素如钼、铬、钛、铝、锰等,获得了高硬度高磁导率的坡莫合金,其硬度Hv>200,称为硬坡莫合金。这类合金适用于做变压器、扼流圈、磁头、磁屏蔽等。此外,该类合金通过形成立方织构,其回线还可呈矩形;同时控制该合金的有序度,使K1≥O,则显示出良好的动态特性,它很适合于做磁调制器等。添加2%的80%~82%Ni-Fe合金粉末制作的压粉铁心,具有高的电阻和良好的稳定性,可在300Hz的频率下使用。
1J79软磁合金在外磁场作用下容易磁化,去除磁场后磁感应强度又基本消失的磁性合金。其磁滞回线面积小而窄,矫顽力一般低于800A/m,电阻率高,涡流损耗小,导磁率高,饱和磁感高。一般都加工成板材和带材。熔融法制备。主要用作电器、电信工业中的各种铁芯元件(如变压器铁芯、继电器铁芯、扼流圈等)。
铁镍软磁合金的牌号和化学成分
类别 | 牌号 | 化学成分(质量分数)(%) | ||||||||||
C≤ | P≤ | S≤ | Mn | Si | Ni | Cr | C0 | Mo | Cu≤ | Fe | ||
高初磁导率软 磁合金 | 1J79 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.60~ 1.10 | 0.30~ 0.50 | 78.5~ 80.0 | --- | --- | 3.8~ 4.1 | 0.2 | 余量 |
铁镍软磁合金的力学性能
牌号 | 电阻率 /(μΩ ·m) | 密度 /(g/ cm3) | 居里点 /℃ | 饱和磁 致伸缩 系数(× 10一2) | 布氏硬 度HBs | 抗拉强度 /MPa | 屈服强 度/MPa | 伸长率 (%) | ||||
冷硬态 | 软态 | 冷硬态 | 软态 | 冷硬态 | 软态 | 冷硬态 | 软态 | |||||
lJ79 | O.55 | 8.6 | 450 | 2 | 210 | 120 | 1030 | 560 | 980 | 150 | 3 | 50 |
铁镍软磁合金的平均膨胀系数
牌 号 | 在下列温度范围内的线胀系数/(×10-6/ ℃) | ||||||||
20~100℃ | 20~ 200℃ | 20~ 300℃ | 20~400℃ | 20~ 500℃ | 20~ 600℃ | 20~ 700℃ | 20~ 800℃ | 20~ 900℃ | |
lJ79 | 10.3~ 10.8 | 10.9~ 11.2 | 11.4~ 12.9 | 11.9~ 12.5 | 12.3~ 13.2 | 12.7~ 13.4 | 13.1~ 13.6 | 13.4~ 13.6 | 13.2~ 13.7 |