1J50合金磁性能和尺寸稳定性优化工艺及机理的研究

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本文主要研究了1J50合金磁性能及尺寸稳定性优化的热处理工艺,探讨了1J50合金磁性能及尺寸稳定性变化的微观机理。本文获得的1J50合金的最佳热处理工艺为:1225℃退火,保温5h,600℃开始快冷。经该工艺处理后的试样,最大磁导率μm为38.33mH/m,较原始态试样提高了79倍;饱和磁感应强度BS为1.503T,较原始态试样提高了18.4%;矫顽力Hc为7.346A/m,较原始态试样降低了80.6%,达到了国家标准;尺寸变化量的平均值为1.5×10-7,较原始态试样降低了98.2%,尺寸稳定性达最优。研究结果表明:1J50合金的磁性能主要受退火温度影响,材料的尺寸稳定性受三个因素共同作用。随着退火温度的升高,合金的磁性能大幅度提高;动态尺寸稳定性先提高后降低;微屈服强度则逐渐降低。随着快冷温度点的升高,合金的磁性能得到改善但变化不大;动态尺寸稳定性先提高后降低,在600℃达到最优;微屈服强度则呈现正V字型的变化趋势。应用ABAQUS软件对1J50合金热处理过程中产生的残余应力进行数值模拟,研究各1J50合金残余应力随热处理工艺的变化,分析1J50合金在热处理过程中残余应力的演变规律。1J50合金热处理后的物相仍为单相γ(Fe, Ni)固溶体,几乎没有相变发生。晶粒长大,晶界减少,晶界平直化,晶粒均匀分布是材料磁性能及尺寸稳定性优化的组织因素。热处理过程中由于热激活的作用,位错运动和重组导致了位错组态无序—有序的转变,热效应使位错组态向胞状结构发展,达到相对稳定的位错组态,随着热效应的持续进行,合金位错密度进一步下降,位错本身趋于平直化,形成了低密度线状位错组态,位错的应变能降低,构成了稳定的位错网络,故合金的动态尺寸稳定性提高,位错密度降低,对畴壁移动的阻碍减少,磁性能得到改善,同时也是是合金微屈服强度降低的原因。
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