论文部分内容阅读
内圆水纺非晶丝材虽然在上世纪八十年代就已经问世,但由于制备工艺复杂,影响因素众多且难以控制,其制备技术并不成熟。本文系统研究了内圆水纺法制备非晶合金丝材的制备技术。探索了各工艺参数对非晶丝成丝质量的影响。获得了制备Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶丝的最佳工艺条件,并制备出这两种成分的连续、高质量的非晶丝材,丝材具有光滑的表面和圆的截面。制得的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶丝的直径范围在130μm-150μm,而Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶丝则可以达到100μm-180μm。
采用线材冷拔设备对内圆水纺非晶丝材进行了冷拔处理,将直径为145μm的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶丝冷拔至130μm,冷拔后的丝材表面质量和圆度均有明显改善。
研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶丝材的拉伸断裂强度σf和拉伸断裂延伸率δr和显微维氏硬度Hv。结果表明随着直径的增加,Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶丝材的σf和δr均呈上升趋势。不同直径的丝材的σf值的范围在1900-3250MPa,δr值的范围在1.7-2.3%。冷拔后丝材的σf值没有明显变化,均在3250MPa左右,而δr值则由冷拔前的2.3%提高至冷拔后的3.2%,且在冷拔后丝材的拉伸曲线上可以看到明显的塑性变形区。测量了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶丝的硬度值H<,v0.05>分别为856.2±55.4和968.5±24。
重点研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fej<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶丝材的磁性能。
采用小角转动法(SAMR)测量了两种成分非晶丝材的饱和磁滞伸缩系数λs,淬态的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶丝材的λs=19.6*10<-6>,而Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶丝材的λs=1*10<-1>。研究了真空等温退火处理对λs的影响。测量结果表明随着退火温度的升高λs在365℃时达到最大值3*10<-1>,随着退火温度的进一步升高,λs呈现下降趋势,在晶化温度附近的505℃趋进于零。
系统研究了淬态和经过不同后处理的Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>水纺丝材在不同频率条件下的GMI效应,发现100MHz时最大阻抗变化率达到最大值75%,磁场灵敏度为110%/0e。经442℃处理的样品在50MHz时△Z/Z(%)<,max>达到最大值130%,磁场灵敏度113%。经600mA处理1分钟的样品的最大阻抗变化率AZ/Z(%)<,max>在50MHz时达到最大值102%,磁场灵敏度达到169‰/Oe。冷拔处理后最大阻抗变化率△Z/Z(%)<,max>比淬态略有提高,在20MHz的条件下达到82%,磁场灵敏度明显下降,磁场响应范围变大。
系统研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>内圆水纺非晶丝材的大巴氏效应LBJ,研究了低频(50Hz)和典型使用频率(1kHz)条件下,样品直径和长度,以及等温退火对其LBJ效应的影响。发现长度相同(100mm),直径不同的Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>水纺丝材在50Hz和1kHz条件下均表现出明显的LBJ效应,其磁滞洄线均具有很好的方形比,不同直径的丝材样品在磁化过程中产生同样丰富的谐波,谐波的幅值随直径的增加逐渐增大。经过测量得到50Hz条件下临界长度约为50mm,1kHz条件下测量得到临界长度约为20mm。发现在临界尺寸以下丝材的磁滞洄线的方形比及其感生谐波的数量和强度都明显的减小。磁滞伸缩系数的改变对这一变化规律有直接影响。