【摘 要】
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FeCo系软磁材料在航空高能量密度电机、航天电推进器及电子元件等领域应用越来越广泛,随着航空航天技术、电子技术的不断发展,对FeCo系软磁材料的性能提出了更高的要求。Fe-Co-2V软磁合金磁性能优异,但其加工性能较差,在合金中加入0.3wt.%的Nb元素后合金的力学性能有很大提升,但同时磁性能也出现了一定程度的下降,如何设计Fe-Co-2V合金成分,保证合金磁性能不降低的前提下,提高其力学性能成
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FeCo系软磁材料在航空高能量密度电机、航天电推进器及电子元件等领域应用越来越广泛,随着航空航天技术、电子技术的不断发展,对FeCo系软磁材料的性能提出了更高的要求。Fe-Co-2V软磁合金磁性能优异,但其加工性能较差,在合金中加入0.3wt.%的Nb元素后合金的力学性能有很大提升,但同时磁性能也出现了一定程度的下降,如何设计Fe-Co-2V合金成分,保证合金磁性能不降低的前提下,提高其力学性能成为了研究热点,同时探究合金的最佳热处理制度具有重要的理论意义与实用价值。本课题在Fe-Co-2V合金的基础上添加了0.05wt.%、0.2wt.%和0.3wt.%的Nb元素,研究了热处理温度对合金组织和性能的影响,并且通过对比分析了Nb含量的变化对Fe-Co-2V合金组织和性能的影响。对Fe-Co-2V-0.05Nb软磁合金进行了热处理和高温实验,合金的磁感应强度随着热处理温度的升高逐渐提高,矫顽力、剩余磁感应强度、磁损、抗拉强度、规定非比例延伸强度和断后伸长率随着热处理温度的升高而逐渐减小,合金晶粒随热处理温度升高逐渐变大。860℃热处理时合金综合性能最优。高温下合金矫顽力、磁感应强度和剩余磁感应强度随实验温度的升高而降低,抗拉强度和断后伸长率都随实验温度的提高先下降后升高。对Fe-Co-2V-0.2Nb软磁合金进行热处理实验,对比后发现,合金磁性能和力学性能随热处理温度的变化规律与Fe-Co-2V-0.05Nb合金类似。试样越薄,合金的磁感应强度、剩余磁感应强度、磁损越低,矫顽力、抗拉强度和规定非比例延伸强度越高。860℃热处理后合金综合性能最优。900℃热处理后,Fe-Co-2V-0.05Nb和Fe-Co-2V-0.2Nb合金内部都出现大量位错,导致了合金的力学性能和磁性能规律反常现象。对不同Nb含量的Fe-Co-2V合金的组织和性能进行比较,研究发现Nb元素含量越多,Fe-Co-2V合金晶粒直径越小,Nb元素的添加会使合金中出现第二相,Nb含量越高,合金中第二相数量越多。Nb元素含量越多,合金的软磁性能越差（磁感应强度越低,矫顽力越高）,力学性能越好（抗拉强度和规定非比例延伸强度越高）,调整Nb含量可以得到磁性能和力学性能的最佳匹配,最大程度满足不用应用环境的要求。高温环境下,随着试验温度的提高,不同Nb含量FeCo-2V合金的矫顽力和磁感应强度都逐渐降低。相较于室温,500℃环境下不同Nb含量合金的抗拉强度都有提升。
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