铁钴钒(1J22)软磁合金 Co50V2、50КФ、Permendur、Supermendur、HiperCo50
一、1J22概述
1J22是高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金,在现有软磁材料中该合金的饱和磁感应强度最高(2.4T),居里点也很高(98℃),饱和磁致伸缩系数最大(60~100×10-6)。由于饱和磁感应强度高,在制作同等功率的电机时,可大大缩小体积,在作电磁铁时,在同样截面积下能产生大的吸合力。由于居里点高,可使该合金能在其他软磁材料已经完全退磁的较高温度下工作,并保持良好的磁稳定性。由于有大的磁致伸缩系数,极适于作磁致伸缩换能器,输出能量高,工作效率也高。该合金电阻率低(0.27μΩ·m),不宜在高频下使用。价格较贵、易氧化、加工性能差,添加适量镍或其他元素,可改善其加工性。
材料牌号:1J22/Co50V2
俄罗斯牌号:50КФ
英国牌号:Permendur
美国牌号:Supermendur/HiperCo50
化学成分(%)
C | Mn | Si | P | S | Cu | Ni | Co | V | Fe |
≤0.04 | ≤0.30 | ≤0.30 | ≤0.020 | ≤0.020 | ≤0.20 | ≤0.50 | 49.0~51.0 | 0.80~1.80 | Balance |
1J22热处理制度
冷轧带材试样:随炉升温到850~900℃,保温3~6h,,以50℃/h速度冷却到750℃,再以180~240℃/h速度冷却至300℃出炉,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
锻坯所取试样:随炉升温到1100℃±20℃,保温3~6h,以50~100℃/h速度冷却到850℃,保温3h,然后以30℃/h速度冷却到700℃,再以200℃/h速度冷却至300℃出炉,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
用于要求在较低磁场下具有较高磁感应强度、较低矫顽力、较高矩形比的材料:随炉升温到850℃±10℃,保温4h,以50℃/h速度冷却到750℃,保温3h,然后以200℃/h速度冷却到300℃出炉,在保温(750℃)开始加1240~1600A/m直流磁场,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
1J22品种规格与供应状态
以冷轧带材、冷拉丝材,热轧(锻)扁材和棒材,不经热处理供应。品种规格、尺寸及允许偏差见下表,对尺寸有特殊要求的,由供需双方协议。
产品种类 | (δ或D)/mm | B/mm | L/mm≥ | 产品种类 | (δ或D)/mm | B/mm | L/mm≥ | ||
尺寸 | 允许偏差 | 尺寸 | 允许偏差 | ||||||
冷轧带材 | 0.05~0.09 | 0 -0.015 | 60~120 | 5000 | 冷拉丝材
| >0.49~0.09 | ±0.03 | - | - |
>0.09~0.19 | 0 -0.02 | 500 | >0.90~3.00 | ±0.04 | |||||
>0.19~0.25 | 0 -0.03 | 200 | >3.00~6.00 | ±0.06 | |||||
>0.25~0.40 | 0 -0.04 | 200 | 热轧(锻)扁材和棒材 | 6.0~8.0 | ±0.5 | - | 1000 | ||
>0.40~0.70 | 0 -0.05 | 200 | >8.0~12.0 | ±1.0 | 1000 | ||||
>0.70~1.00 | 0 -0.06 | 200 | >12.0~35.0 | ±1.5 | 250 | ||||
冷拉丝材 | 0.10~0.19 | ±0.01 | - | - | >35.0~50.0 | ±2.0 | 250 | ||
>0.19~0.49 | ±0.02 | >50.0~80.0 | ±4.0 | 250 | |||||
>80.0~100.0 | ±5.0 | 150 |
1J22的熔炼与铸造工艺
采用真空感应炉熔炼
1J22的应用概况与特殊要求
已生产、使用多年,性能稳定,材料较成熟。适宜做质量轻、体积小的航空、航天用电器元件,如微电子转子、电磁铁极头、继电器、换能器等。
二、1J22的物理和化学性能
热性能
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 |
α1/10-6℃-1 | 9.2 | 9.5 | 9.8 | 10.0 | 10.4 | 10.5 | 10.8 | 11.3
|
密度,电性能,居里点和饱和磁致伸缩系数
ρ/(μΩ·m) | ρ/(g/cm3) | Tc/℃ | λθ/10-6 |
0.40 | 8.20 | 980 | 60~100 |
三、1J22力学性能
3.1 1J22技术标准规定的性能
3.2 1J22室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 1J22硬度 合金软态HRB90,冷硬态HRC35。
3.2.2 1J22拉伸性能
3.2.2.1 1J22抗拉强度 合金软态σb=490MPa,冷硬态σb=1323MPa。
3.2.2.2 1J22规定非比例伸长应力[1] 合金软态σP0.2=343MPa。
3.2.2.3 1J22断后伸长率 合金的断后伸长率δ=1%。
3.3 1J22持久和蠕变性能
3.4 1J22疲劳性能
3.5 1J22弹性性能
3.5.1 1J22弹性模量 合金的弹性模量E=216GPa。
四、1J22组织结构
4.1 1J22相变温度
4.2 1J22时间-温度-组织转变曲线
4.3 1J22合金组织结构 该合金组织结构为体心立方晶格的单相固溶体,在900~930℃附近发生γ?α相转变,当温度低于730℃时,产生有序化,形成FeCo超结构,无序的α相转变为有序α′相。
五、1J22工艺性能与要求
5.1 1J22成形性能 合金经880℃左右快速淬火后,可以加工成薄带和细丝,带、丝可冲制、卷绕或加工成各种形状的元器件。
5.2 1J22焊接性能 焊接性能较差。
5.3 1J22零件热处理工艺
5.4 1J22表面处理工艺
5.5 1J22切削加工与磨削性能 该合金的热轧(锻)材、冷拉丝材和带材,可切削和磨削加工。当合金加工成元器件,并经缓慢冷却的最终热处理后,塑性很差,只能轻微研磨。