H2气氛保护热处理1J50组织结构与性能的研究.docx

孙建春等：H,气氛保护热处理1J50组织结构与性能的研究463

H?气氛保护热处理1J50组织结构与性能的研究

孙建春1,2,盛光敏1,陈登明2,周安若2,朱光俊2

(1.重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044;

2.重庆科技学院冶金与材料工程学院，重庆401331)

摘要：1J50软磁合金的性能主要是通过H?热处理获得的，在1130℃和H?气氛保护下对冷轧态1J50软磁合金进行了热处理。运用MATS-2010SA软磁测试仪对处理前后1J50软磁合金的磁性能进行了检测，运用金相显微镜、XRD等手段对处理前后1J50软磁合金的组织结构进行了分析。结果表明，通过H?热处理，1J50软磁合金的矫顽力显著降低，起始磁导率和最大磁导率提高；组织结构发生明显变化，冷轧态1J50软磁合金组织为孪晶奥氏体，平均晶粒尺寸为200μm,处理过后，晶粒显著长大，平均晶粒尺寸为100μm;由于在600℃时采取了快冷，处理后1J50软磁合金中未出现大量FeNi相和FeNi?相。

关键词：H?热处理；1J50;组织结构；性能

中图分类号：TG132.2文献标识码：A

文章编号：1001-9731(2010)03-0463-031引言

1J50软磁合金具有良好的性能，在变压器、磁屏蔽、磁头、航空航天精密控制仪表等领域有广泛应用[1,2]。为了满足这些应用要求，1J50软磁合金应具有较高的饱和磁感应和较低的矫顽力。从组织结构角度来说，组织要尽可能为均匀奥氏体，且晶粒尺寸尽可

能大，材料内部应力应尽可能低，此外，C、N、O等杂质要尽可能少。为了达到上述要求，目前对1J50软磁合金主要采取特殊热处理，主要包括真空热处理，氢气热处理，真空氢气热处理等方法。综合比较而言，氢气热处理可以得到较高的磁性能[3,4]。

目前，国家标准中关于1J50软磁合金的氢气热处理的工艺规范及使用要求有明确的规定[5]。但是由于1J50软磁合金属于含Ni较高的合金，其金相试样制备比较困难，磁性检测要求严格，加之氢气热处理工艺复杂、设备昂贵，因此，国内关于1J50软磁合金的氢气热处理工艺及组织结构的研究比较少。本文对1J50软磁合金进行了氢气热处理，对处理前后组织结构和磁性能进行了较全面的分析研究。

2实验材料及方法

2.1实验材料

所用原始1J50软磁合金为冷轧轧板材，其化学成分见表1。所用H?纯度为99.99%,所用N?纯度为99.9%。图1为未进行氢气热处理的冷轧态1J50软磁合金金相组织。从图1中可以看出，板材水平方向和纵向方向的组织无明显差异，都为孪晶奥氏体。

表1冷轧态1J50软磁合金化学成分

Table1Compositionof1J50softmagneticalloy

C

P

S

Mn

Si

Al

Ni

Fe

≤0.03%

≤0.02%

≤0.02%

≤0.30%～0.60%

≤0.15%～0.30%

≤0.1%

≤49%～50.5%

余量

2.2热处理工艺

热处理在L2116Ⅱ-5型双位立式氢气热处理炉中进行，热处理基本工序为：丙酮清洗→烘干→装炉→通冷却水→通N?洗炉→通H?→通电升温→保温→冷却→出炉。热处理具体工艺参数见图2。

为了防止环形磁测试样在加热和冷却过程中因温度变化速度过快而变形，要严格控制升温和降温速度。本文采用的办法是分步控温加热和降温，即在升温过程中分4步达到1130℃;在降温过程中分3步降到600℃,随后采用通N?快速冷却到200℃。本文氢气热处理的关键在于1130℃保温4h和600℃快速冷却到200℃两道工序。

2.3组织结构及性能表征

由于1J50.软磁合金含有大量的Ni导致其金相试样制备非常困难。本文运用金刚石抛光膏对1J50软磁合金金相试样进行抛光，侵蚀剂采用王水，侵蚀时间为1min。最后，采用OlympusGX71显微镜对处理前后的组织进行观察；采用D/MAX-1400型X射线衍射仪对处理前后物相进行检测分析。

根据国家标准[5],为了测试1J50的磁性能，要求将其加工成圆环，外径为40mm,内径为32mm,厚度为5mm,见图3。利用冲击法对处理前后1J50软磁合金的磁性能进行了检测，在MATS-2010SA软磁测试仪上进行。测试的主要参数为：初级线圈N?为40匝，次

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