【摘 要】
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磁致伸缩材料与国民经济和国家安全密切相关。Fe-Ga合金（Galfenol）是迄今为止已知唯一兼具大磁致伸缩系数与优良机械性能的新型磁致伸缩材料,近年来受到广泛关注。Fe-Ga合金磁致伸缩性能具有明显的各向异性,方向磁致伸缩系数最大。轧制法制备Fe81Ga19合金薄带具有高效率,低成本的特点。Fe81Ga19合金脆性大,不易轧制且磁致伸缩性能与二次再结晶Goss（{110}）织
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磁致伸缩材料与国民经济和国家安全密切相关。Fe-Ga合金（Galfenol）是迄今为止已知唯一兼具大磁致伸缩系数与优良机械性能的新型磁致伸缩材料,近年来受到广泛关注。Fe-Ga合金磁致伸缩性能具有明显的各向异性,<100>方向磁致伸缩系数最大。轧制法制备Fe81Ga19合金薄带具有高效率,低成本的特点。Fe81Ga19合金脆性大,不易轧制且磁致伸缩性能与二次再结晶Goss（{110}<100>）织构的面积分数和取向度密切相关。因此轧制法制备优良磁致伸缩性能Fe81Ga19多晶薄带的核心技术在于稳定成形和织构控制。现有Fe-Ga合金二次再结晶的研究一方面主要采用温轧+冷轧的轧制工艺,另一方面利用NbC加表面能诱导的抑制剂设计思路。但是后期室温轧制成形性较差,且利用表面偏析进行表面能诱导和补充抑制作用,需1200℃高温退火消除残余晶粒,Ga挥发严重不利于磁致伸缩性能。因此急需开发一种更稳定高效地制备具有强Goss织构的Fe-Ga合金薄带的方法。本研究针对Fe81Ga19合金以NbC+Cu2S作为复合抑制剂设计,采用二次温轧法,利用传统热轧、温轧和退火工艺成功制备具有强Goss（{110}<001>）二次再结晶织构特征的Fe81Ga19合金薄带。利用X射线衍射和背散射电子衍射（EBSD）技术研究了轧制法制备Fe81Ga19合金面临的二次再结晶织构控制和稳定成形的两大关键问题。主要结论如下:（1）基于固有复合抑制剂体系（NbC+Cu2S）,通过成分设计、轧制与退火气氛的匹配,在初次再结晶Fe81Ga19合金薄带中析出纳米尺寸的第二相,通过调控二次再结晶驱动力和抑制力,最终在低温下成功制备了具有强Goss织构和优良磁致伸缩性能的Fe81Ga19合金薄带;（2）随着高温退火气氛中H2含量增加,二次再结晶开始温度降低,50%H2气氛下二次再结晶完成温度最低,100%H2的退火气氛下难以获得完善的二次再结晶。主要归因于随着H2含量增加,抑制力减退速率增加,基体晶粒尺寸增加,导致二次再结晶生长驱动力降低,最终难以吞噬过度长大的残余晶粒;（3）随着轧制温度升高,剪切带数量先升高再降低,初次再结晶晶粒尺寸增大,二次再结晶驱动力降低,二次再结晶开始温度升高,但是合适的抑制剂强度保证了不同轧制温度下都可以实现完善二次再结晶;（4）本研究通过抑制剂-组织-织构的协调搭配,在低温下制备具有强Goss织构的Fe81Ga19合金薄带,并在600℃温轧条件下,实现了快速稳定成形和Goss二次再结晶织构控制,为工业化制备强Goss织构的Fe81Ga19合金薄带指明可行路径。
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