摘要:1J50软磁合金良好的磁性能主要是通过合适的热处理工艺方法得到的，用金相显微镜、XRD等对不同热处理工艺的1J50软磁合金的组织结构进行了分析，用MATS－SA软磁测试仪对1J50软磁合金的磁性能进行了检测。结果表明，不同热处理工艺方法得到的1J50软磁合金组织和性能存在比较明显的差异。氢气气氛热处理得到的合金软磁性能优异。
关键词:热处理；1J50合金；组织结构；性能
1J50软磁合金具有较高的饱和磁感应Bs和较低的矫顽力，Bs在铁镍合金中最高，主要作为铁芯用于小功率变压器、微电机、继电器、扼流圈、电磁离合器中，也用作磁屏蔽罩、话筒振动膜、电磁衔铁和磁导体。
1J50合金具有良好的低温直流磁性能，它在室温下的性能一旦确定，低温下变化较小，而且1J50合金在低温下仍具有面心立方结构，它的塑性良好。在宇航领域、超导领域会涉及极低温度，所以该合金是这些领域使用的首选软磁材料。
为使材料饱和磁感应强度尽可能高，矫顽力尽可能低，需对材料进行热处理，国内关于1J50软磁合金的热处理方法工艺及组织结构的研究比较少。本文对1J50软磁合金拟采用不同方法进行热处理，对处理前后组织结构和磁性能进行分析研究，以期通过热处理得到磁性能良好的产品。
1试验材料及方法
1.1试验材料
所用原始1J50软磁材料为锻造块材，其化学成分见表1，所用H2纯度为99.99%。1.2热处理工艺方法
热处理方法分3种，分别是低真空环境、高真空环境、氢气气氛保护环境，3种热处理方法分别在不同设备中进行，热处理工艺见表2。1.3性能测试采用OLYMPUSGX71金相显微镜观察不同热处理方法试样的显微组织，采用ADVANCED8型X射线衍射仪(XRD)检测材料的物相组成，采用MATS-S软磁测试仪测试材料磁性能。
2试验结果及分析
2.1组织结构分析
图1为经不同热处理工艺处理后1J50软磁合金金相组织照片，图1(a)为未经过热处理材料组织形貌，组织中存在较多的变形孪晶，晶粒大小不均匀，晶界多，晶体内缺陷较多;图1(b)为低真空随炉冷却处理组织，在晶界、晶内分布有大量块状及颗粒状灰色相。一般来说，杂质及晶体缺陷的存在会阻碍晶核生长和晶粒长大，并且会使晶格发生畸变，从而促使合金初始及最大磁导率降低，矫顽力增大。图1(c)、(d)分别为高真空和氢气保护气氛的热处理组织，与图1(a)、(b)相比，晶体内块状、颗粒状灰色相消失，组织更加均匀，图1(d)晶粒相比图1(c)尺寸更大，晶界更少，晶体缺陷相对更少
图2为热处理前后XRD衍射结果，从图中可以看出，工艺一衍射峰与其它相比，位置有明显变化，组织主要由Fe3O4、FeNi3、Ni相组成，Fe3O4相的形成是因为材料在低真空下热处理被氧化的结果，FeNi3、Ni相的形成与热处理工艺中随炉冷却有关，二元镍铁合金随炉冷却时会发生有序转变，形成FeNi3相，这些相的存在会导致晶体内缺陷增加，畴壁移动困难，使得材料矫顽力增大，磁导率、饱和磁感应强度等性能降低;工艺二、三及未热处理的相主要为γ固溶体，衍射峰的位置无明显变化，但衍射峰的宽度发生改变，高真空及氢气保护热处理后衍射峰宽度细化，说明材料内部的应变及缺陷减小，晶粒长大，晶体结构更加完整。
2.2磁性能结果分析
利用MATS-SA软磁测量装置，测定1J50在不同热处理工艺前后的磁性能的变化。磁性测量曲线如图3、图4所示。从图中可以看出，与低真空相比，高真空环境及氢气保护气氛下，曲线形态发生了明显变化，饱和磁感应强度增大、矫顽力减小，磁导率增加，磁滞损耗减小。
表3为磁性能测试结果，表中数据显示，经过氢气保护热处理后，1J50合金的磁导率μ0.4及最大磁导率均有显著提高，饱和磁感应强度Bs也有所提高，矫顽力Hc显著下降，磁性能改变明显
3.结论
(1)1J50软磁合金经过氢气热处理后，晶粒会变得粗大且均匀，磁性能得到显著改善，氢气保护气氛热处理的软磁磁性能要优于真空环境处理软磁性能。
(2)采用氢气热处理工艺对锻造态1J50软磁合金处理后可获得如下主要磁性能指标:Hc为9.A/m，Bs为1.T，μ0.4为4.mH/m，μm为34.89mH/m。
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