【摘 要】
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Fe-Ga合金是已知唯一兼具优良磁致伸缩系数与力学性能的磁致伸缩材料,且具有合金饱和磁场较低、磁导率较大、温度依赖性弱、环境适应性强以及经济适用等诸多优点。优异的磁学和力学性能极大拓展了 Fe-Ga合金在智能控制领域的应用。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能呈显著的各向异性,强η织构(//轧向)可显著提升其磁致伸缩系数。为了获得强η织构,大量研究采用了二次再结晶的方法,虽然显著优化了织构,但是
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Fe-Ga合金是已知唯一兼具优良磁致伸缩系数与力学性能的磁致伸缩材料,且具有合金饱和磁场较低、磁导率较大、温度依赖性弱、环境适应性强以及经济适用等诸多优点。优异的磁学和力学性能极大拓展了 Fe-Ga合金在智能控制领域的应用。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能呈显著的各向异性,强η织构(<100>//轧向)可显著提升其磁致伸缩系数。为了获得强η织构,大量研究采用了二次再结晶的方法,虽然显著优化了织构,但是二次再结晶形成的大尺寸晶粒严重损害材料的强韧性。因此,如何在小的再结晶晶粒尺寸下获得强η织构和大磁致伸缩系数,是制备综合性能优良的Fe-Ga合金板带的重要问题。本文采用轧制与退火工艺制备出具有织构和组织有利特征的Fe81Ga19合金薄板,并利用X射线衍射(XRD)和背散射电子衍射(EBSD)等技术,研究了制备过程的织构演变规律和再结晶形核机制,并分析了相应的磁性能和力学性能,主要结论如下:(1)采用合适的冷轧压下率(70%)和退火温度(800℃~900℃)在较小的晶粒尺寸下制备出0.5mm厚的强η再结晶织构Fe81Ga19薄板,且具有良好的力学性能(抗拉强度659MPa、屈服强度603MPa和延伸率4.85%)和磁性能(120×10-6)。(2)η再结晶织构的强化有利于主导磁致伸缩系数,其强化过程依赖于η晶粒在剪切带的择优形核和较小的阻碍下长大而形成的尺寸优势。η取向晶粒的择优长大会导致晶粒尺寸分布不均匀,这对力学性能是不利的。(3)剪切带储能、晶界储能和形变晶粒厚度等因素的调控可优化η取向晶粒尺寸,同时,这些因素又与初始状态(取向与晶粒尺寸)和冷轧参数(温度和压下率)有着紧密的联系。(4)本文对冷轧压下率影响下的Fe-Ga合金晶粒尺寸与织构演变规律的系统研究,可为今后针对不同需求的Fe-Ga合金制备提供重要的参考。
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