1J79属高镍含量铁镍系合金系列,为高导磁材料。它除了用于一般的工业外,在一些尖端科技中,常用于测试仪器仪表的防磁屏蔽,使用前,须进行高温退火以消除冷轧应力,获得优良的磁学性能,因此深入研究1J79合金的热处理工艺是非常重要的。本文以GB/T-94推荐的热处理工艺为基础,对1J79合金热处理工艺进行研究,提出了一种二步法退火的热处理工艺。
1实验方法
由于退火工艺对直流磁性能或低频磁性能影响较大,对高频磁性能影响较小。本文只研究热处理工艺对合金直流磁性能的影响。1J79合金在真空电弧炉中熔炼,铸成锭,锻造成为块体,然后切取厚度为2mm方块试样,在管式氢气退火炉中进行退火,具体工艺见图1。退火时,把试样装入石英管中,通氢气约20min,开电源加热,当炉温升至所需温度时,调节电流,使试样进入极佳的保温状态,等到保温时间满足热处理工艺要求时,断开电源,让试样在氢气气氛下随炉冷却至室温。试样退火后,用振动样品磁强计(VSM)测量其磁滞回线。
2实验结果与分析
图2是合金经一步法退火和二步法退火后测得的磁滞回线。图2(b)、(c)分别是图2(a)中心部位的放大图。可见,经二步法退火,矫顽力Hc约为0.11Oe;一步法退火,Hc约为2.72Oe。说明采用二步法退火可明显提高合金的磁性能。这是因为1J79合金在℃退火,然后立即升温至℃退火的二步法退火工艺下,氢气还原能力增强,净化作用更明显、更充分,因此合金中杂质较少,在晶界析出的氧化物夹杂也就更少,从而合金磁化时,对畴壁移动的阻力减少,因而合金的磁性能提高。
图3是合金经不同保温时间退火后测得的磁滞回线。图3(b).(c)分别是图3(a)中心部位放大图。可见,保温1h,Hc约为1.75Oe,σ为71.09emu/g,保温2h,Hc约为0.43Oe,σ为72.49emu/g;保温3h,Hc约为0.11Oe,os为77.73emu/g;保温4h,Hc约为0.07Oe,σ为94.73emu/g。说明合金的磁性能随着保温时间延长而提高。这是因为随着保温时间的延长,1J79合金的晶粒随之增大,而晶粒的增大会直接影响矫顽力的大小。矫顽力与晶粒尺寸的关系如图4所示,由图4可以看出随着晶粒的不断长大,矫顽力减小,因而延长保温时间可以提高合金磁性能。
3结论
(1)1J79合金磁性能的好坏与热处理工艺有很大的关系,要获得好的磁性能,必须制定严格的热处理工艺。
(2)采用二步法退火工艺有利于提高1J79合金的磁性能。
(3)在二步法退火工艺下,延长退火保温时间也有利于提高1J79合金的磁性能。
(4)1J79合金的最佳热处理工艺为:℃x4h→℃x4h,炉冷至室温。