多組元Fe-M-SiB(M為合金鋼元素)軟磁非晶鋼的開發(fā)及其性能研究.pdf

1、近年來，為了獲得更加優(yōu)異軟磁性能的Fe基非晶態(tài)合金，即高的飽和磁感應(yīng)強度（Bs)、低的矯頑力（Hc)、高的有效磁導(dǎo)率（μe)、低鐵損（Pc)低激磁功率(Ss)，以及降低Fe基非晶態(tài)軟磁合金的生產(chǎn)成本，人們已經(jīng)做了很多努力。其中，通過在低成本的合金鋼中僅僅添加類金屬元素的方法來制備新型的具有高性能的多組元Fe基軟磁非晶鋼是一種新的有前景的方法。本文主要以兩種工業(yè)合金鋼 Fe92.28Cr3.75Ni1.51Co0.13M n0.58Cu0

2、.03M o0.01C0.14P0.15Si1.42( at％)和Fe95.57Cr1.9Ni1.19M n0.26Al0.06S0.02C0.05P0.14Si0.81( at%)(分別表示為1＃和2＃)為初始合金，通過組元替代和成分調(diào)整，開發(fā)了一系列多組元軟磁非晶鋼，并對其結(jié)構(gòu)和性能進行了系統(tǒng)研究，以期通過發(fā)揮合金鋼的多組元特性獲得高性能的軟磁非晶鋼。本文主要包括以下幾個部分：
　　(1)通過在1＃合金鋼中僅添加類金屬元素Si

3、和 B，開發(fā)了組元相同(Fe-CrNiCoMnCuMoPC-SiB)但成分不同的多組元軟磁非晶鋼，分別表示為S1和 S2，并對其性能進行了研究。結(jié)果表明：S1具有優(yōu)異的綜合性能和非晶形成能力，即高的B s值（1.41T)、低的Hc值(0.742A/m)、高的μe外值（1kHz為13550)且高頻穩(wěn)定性好、低的P c值（0.14 W/kg)、&值（0.67VA/kg)和良好的耐腐蝕性。
　　(2)通過單個或同時去除S1中所含有的主要

4、合金元素Cr、Ni和 Co，開發(fā)了一系列具有納米尺度偏析的多組元軟磁非晶鋼，分別用D1?D7表示。同時研究了 S1中的主要合金元素Cr、Ni和 Co對其性能的影響。結(jié)果表明：Cr元素具有顯著提高其μe值和明顯降低其Bs值的雙重作用；C o和 Ni元素均具有提高其Bs值和μe外值的作用。
　　(3)以自由面具有高密度納米尺度偏析的D1為對象，磨去其表面的偏析層后，對其進行了結(jié)構(gòu)和性能研究，通過處理前后D1的軟磁性能對比，討論了Fe基

5、軟磁非晶鋼表面高密度納米尺度的偏析對其性能的影響。結(jié)果表明：Fe基軟磁非晶鋼表面高密度納米尺度的偏析有利于其軟磁性能的提高。
　　(4)通過在2＃合金鋼中僅添加類金屬元素Si和 B，開發(fā)了組元相同(Fe-CrNiMnAlSPC-SiB)但成分不同的軟磁非晶鋼，分別表示為M1和 M2，并
　　對其性能進行了研究。結(jié)果表明：M2具有優(yōu)異的綜合性能和非晶形成能力，即高的B s值（1.53 T)、高的μe值（1 k Hz為14401

6、)、低的Hc值（1.460 A/m)和良好的耐腐蝕性。
　　(5)通過對M2分別去除元素Cr+S、Cr+S+Mn和 Ni+Cr+S+Mn，開發(fā)了三種軟磁非晶鋼，分別用K1?K3表示，然后通過在K2中加入工業(yè)純鐵的方式開發(fā)了四種軟磁非晶鋼，分別用K4?K7表示，研究了成分對其性能的影響。結(jié)果表明：適當成分和結(jié)構(gòu)的多組元鐵基非晶有利于增強元素之間的交互耦合作用，從而提高其軟磁性能和耐腐蝕性能；成功開發(fā)出了綜合性能優(yōu)異的多組元軟磁非晶鋼