反铁磁γ-Mn-Fe合金丝的织构与磁致伸缩研究

题名:反铁磁γ-Mn-Fe合金丝的织构与磁致伸缩研究
作者:贺爱娜
学位授予单位:浙江大学
关键词:γ-Mn-Fe合金;;磁致伸缩丝;;反铁磁性;;织构;;塑性加工
摘要:
 反铁磁γ-Mn-Fe合金在室温时具有与Fe-Ga合金相当的磁致伸缩性能,在原材料成本和机械加工性能方面比Fe-Ga合金和稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D更具竞争力,因此有望成为一种高性价比的新型磁致伸缩材料。本文通过热轧和冷拔相结合的塑性加工工艺,成功地制备了反铁磁γ-Mn-Fe磁致伸缩合金丝,系统研究了塑性Neodymium Magnets变形工艺参数及热处理制度对样品相结构、显微组织、晶体织构、磁致伸缩和力学性能的影响。
 主要研究结果如下:
 保持单一γ相结构是在反铁磁Mn-Fe合金中获得室温大磁致伸缩的前提。铸态Mn_(42)Fe_(58)合金为单一γ相结构,以60 mm/h速度定向凝固后变为γ+ε双相结构,磁致伸缩性能下降;Mn_(50)Fe_(50)合金经60mm/h速度定向凝固后仍维持单一γ相结构,并形成微弱的<110>轴向择优取向,1.2T中的磁致伸缩由303ppm增大至386ppm。
 850℃热轧促进Mn_(50)Fe_(50)合金织构形成,并提高磁致伸缩性能。XRD测试表明,经37.5%热轧后,合金仍保持单一γ相结构;极图测试表明,沿轧向(RD)形成了<110>//RD和<100>//RD混合织构。当外磁场H//RD时,热轧态γ-Mn_(50)Fe_(50)合金在1.2T磁化场中的磁致伸缩可达409ppm;经500℃和1h退火热处理后,单一γ相结构和变形织构保持不变,1.2T中磁致伸缩增大至1033ppm。
 采用热轧和冷拉工艺成功http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets制备出高磁致伸缩性能Mn_(50)Fe_(50)合金丝。该合金丝仍保持单一γ相结构,沿拉拔方向(DD)形成<110>//DD+<100>//DD混合丝织构。当外磁场H//DD时,冷拔态γ-Mn_(50)Fe_(50)合金丝在1.2T中的磁致伸缩可达750ppm。经500℃和1h退火热处理后,晶粒尺寸略微增大,但单相结构和织构类型保持不变,1.2T中磁致伸缩高达1538ppm,是铸态样品的5倍。合金丝中<110>+<100>轴向择优取向的形成是提高其磁致伸缩性能的可能原因。力学性能测试表明,冷拔态合金丝的抗拉强度达852MPa,是铸态样品的3倍;显微硬度由125.8HV增大至225.9HV。
学位年度:2010