一种高磁致伸缩性能的Fe-Ga-Al合金带材及其制备方法

摘要

本发明属于磁性材料领域，涉及到一种高磁致伸缩性能的Fe‑Ga‑Al合金带材及其制备方法。其特征在于：该合金带材基体为Fe‑Ga‑Al三元合金，合金成分为Fe_{100‑x‑y‑z}Ga_xAl_yM_z，其中M为B、Cr、V、Ti、Mn、MnS、NbC中的一种或多种。按原子比计算，其中x＝7.5～25，y＝5～15，且x+y＝15～30，z＝0.1～1.0，余量为铁。本发明通过在热轧及冷轧后分别进行短时间渗氮热处理，在热处理过程中引入[N]使其与基体中的Al及其他氮化物形成元素结合从而形成细小的氮化物析出，这些析出相作为抑制剂可以抑制初次再结晶过程中的晶粒长大，而后通过二次再结晶及高温热处理，最终获得具有强烈高斯织构的Fe‑Ga‑Al合金带材。该合金带材的磁致伸缩系数(3/2)λ_s可达200ppm以上。

主权项

一种高磁致伸缩性能的Fe‑Ga‑Al合金带材的制备方法，其特征在于：该合金带材基体为Fe‑Ga‑Al三元合金，合金成分表示为：Fe_{100‑x‑y‑z}Ga_xAl_yM_z，按原子比计算，其中，x＝7.5～25，y＝5～15，且x+y＝15～30，z＝0.1～1.0；M为B、Cr、V、Ti、Mn、MnS、NbC中的一种或多种；具体制备步骤是：首先对经熔炼、热锻、热轧后得到的合金带材进行第一次短时间渗氮热处理，使热轧板基体中形成AlN及其他氮化物，而后继续进行温轧和冷轧，冷轧后得到的合金带材进行第二次短时间渗氮热处理以得到弥散析出的细小AlN及其他氮化物析出，最后将合金带材在高温下热处理使二次再结晶完全；所述熔炼是按所设计合金成分进行配料并加入适量烧损；用真空感应炉冶炼母合金；使原料熔化形成合金后精炼5～10min，浇注成合金锭；合金锭在1100～1300℃保温10～24h以均匀组织成分；所述热锻是将合金锭在1100～1250℃锻成厚度10～25mm的近似长方形坯料；所述轧制是将热锻后的合金分别在1100～1200℃热轧，400～600℃温轧，常温下冷轧，总道次小于50，总变形量为90％～99％；所述第一次短时间渗氮热处理工艺为：将合金带材置于渗氮炉内，升温至800～1050℃，通入氨气气氛，保温0.5～5min后取出空冷；所述第二次短时间渗氮热处理工艺为：将合金带材置于渗氮炉内，升温至500～900℃，通入氨气气氛，保温0.5～3min后取出空冷。