鐵鋁合金

鐵鋁合金

鐵鋁合金是以鐵和鋁 (約6%~16%範圍) 為主要元素組 成,具有很高的電阻率,密度小,硬度高,耐磨性好,抗振動和衝擊性能好,因此用鐵鋁合金製成的器件渦流損耗小、質量輕。 但含鋁量超過10%時,鐵鋁合金變脆,塑性降低,給加工帶來困難。合金的飽和磁感應強度隨鋁含量增加而下降。

介紹

鐵鋁合金是以鐵、鋁(6%~16%)為主要成分,不含貴重元素的另一類高電磁性能的軟磁合金,在微電機中也得到套用。

常用的鐵鋁合金可以有冷軋或熱軋帶材,片厚0.1~0.5mm。其主要特點是有高的電阻率和硬度,密度較小(6.5~7.2g/mm ),抗振動和抗衝擊性能良好,其磁性能對應力不像鐵鎳合金那樣敏感。用鐵鋁合金片製造的鐵心,渦流損耗小,重量較輕,有良好的耐中子輻射性能。當含鋁量超過16%時,鐵鋁合金變脆,塑性減弱,機械加工困難。含鋁量增加還使飽和磁感應強度降低。鐵鋁合金製成的鐵心與鐵鎳合金鐵心一樣,需要最終高溫退火處理,消除應力,提高磁性能。

常用鐵鋁合金型號有1J6、1J12和1J16等。型號中最後數字為含鋁量,隨著含鋁量的增加,材料的磁導率和電阻率變高,而飽和磁感應強度降低。

鐵鋁合金的磁性能

鐵鋁合金為鋁溶於α鐵中的固溶體組織,體心立方結構,可形成兩種不同類型的有序相結構FeAl和FeAl。Al含量< 9.6wt.%不存在有序——無序轉變; 9.6~19.4wt.%時,存在FeAl有序——無序轉變。

低鋁 (<6wt.%)合金與等量Fe-Si合金相似,易加工、耐蝕 性好,不存在有序—無序轉變,磁性穩 定,對應力不敏感。11wt.%合金直流 磁性與中Ni坡莫合金相近,在800A/ m以下磁感強度比工業純鐵好。 12wt.%合金存在有序—無序轉變, 磁晶各向異性常數趨於零,磁致伸縮係數較高,有較高飽和磁感應強度 (1.20T),高電阻率(100μΩ·cm),磁性能與有序度有關。

16wt.%合金同時存在FeAl和FeAl有序—無序轉變,無序時磁晶各向異性和磁致伸縮係數為低值,可獲得高磁導率。添加2—3%Mo可進一步提高電阻率、磁導率,飽和磁感應強度降低。低鋁合金用作微電機、電磁閥、磁禁止材料。高鋁合金可部分代替Fe-Ni系坡莫合金,用作中頻變壓器、換能器磁頭等。

性能及用途

鐵鋁合金的性能和用 途見表1。

表1 鐵鋁合金的性能和用途

牌號品種厚度 (mm) μ (mH/m) (0.4A/ m時) μ (mH/ m) H (A/ m) B (T) 密度 (g/ cm) 電阻率 (μΩ·m) 特點和用途
1J16溫軋 帶材 0.205.062.73.20.656.51.40~ 1.60 電阻率高,硬度 高,比重小,耐磨 性好,應力敏感性 小,中子輻照磁性 變化小,在弱磁場 下有較高的磁導 率,可部分取代 1J79合金,主要用 於磁禁止、小功率 變壓器、繼電器、 微電機、信號放大 器、輸入輸出變壓 器及磁頭等
熱軋 板材 0.357.537.64.00.65
1J13溫軋 熱軋 0.20 0.35 0.45 ~0.83 6.3 ~ 12.5 48.0 ~ 57.6 1.05 ~ 1.10 6.61.25 ~ 1.30 λ較高(=35× 10)和B較高, 可替代純Ni,作超 聲波清洗機和其他 超音波換能元件
牌號品種厚度 (mm) μ (mH/m) (0.4A/ m時) μ (mH/ m) H (A/ m) B (T) 密工 (g/ cm) 電阻率 (μΩ·m) 特點和用途
1J12溫軋 熱軋 0.20 0.35 (μ0.01) 3.1 31.312.01.26.70.90 ~ 1.00 具有較高磁導率 和B,可替代部分 1J50,1J46合金, 用於中等磁場工作 元件如微電機、音 頻變壓器、脈衝變 壓器等
1.16冷軋0.20 0.50 (μ0.01) 2.5 ~ 6.9 18.9 ~ 62.7 48.01.37.20.70高B,低B (0.25~0.5T),良 好抗大氣腐蝕性, 加工性好,可替代 部分矽鋼,作脈衝 變壓器、功率變壓 器電感元件、電磁 閥、電磁離合器鐵 芯

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