Fe83Ga17合金的显微结构及磁致伸缩性能.pdf

第42卷第8期
全属
Vol 42 No 8
2017年8月
HEAT TREATMENT OF METALS
August 2017
组织与性能Egい
合金的显微结构及磁致伸缩性能
张煜,周廷栋
(西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039)
摘要:为了提高 Fe, Ga合金的磁致伸缩性能,对铸态合金进行1100℃×1h的均匀化处理后,再分别进行650、700、750、,800和
850℃x3h退火处理。通过物相、显微组织、DSC、硬度及磁致伸缩性能分析,结果表明,Ga原子固溶进Fe晶格后,晶格常数增大;
经过热处理后,晶粒内的亚晶界消失,并析出了大量的富Ga相,使度下降;在退火温度为800℃时,<100>方向的晶粒数目増多,
磁致伸缩系数达到95x10°,是铸态下的3.8倍。均匀化及退火处理对 Feo Ga合金的磁致伸缩性能有明显提升。
关键词:FeGa合金;配微组织;磁致伸缩;均匀化处理;退火
中图分类号:TG132.271文献标志码:A文章编号:0254-6051(2017)08-000-05
Microstructure and magnetostriction of Fess Gau alloy
Zhang Yu. Zhou Tingdong
School of Materials Science and Engineering, Xihua niversity, Chengdu Sichuan 610039, China
Abstract In order to improve the magnetostrictive property of Fes Ga, alloy, the as-cast alloy was homogenized at 1100C for 1 h, and then
annealed at 650 C, 700 C, 750 C, 800 and 850 for 3 h, respectively. Their phases, microstructures, DSC, harness an
magnetostriction were studied. The results show that the Ga atoms solid soluted into the Fe lattice result in the inerease of lattice parameter
After heat treatment, the subgrain boundaries in grains are disappeared. A large amount of Ga-riched phases are precipitated and the
hardness decreases. When annealing temperature is 800 C, the number of grains in the 100> plane increases and the magnetostriction
coefficient reaches to 95 x which is 3.8 times of that of the as-cast alloy. The magnetostriction of Fe Ga, alloy can be obviously
Improved by homogenization and annealing process
Keywords: Fega alloy; microstructure; magnetostriction; homogenization; annealing
Fe,o Ga.( Galfenol)作为一种新型的磁致仲缩材向的晶数日増多,其磁致仲缩性能有很大的提
料,因其具有较大的磁致仲缩系数(ん),以及其制造成高1,C.D.Iiu等利用旭带法制备出<100>取向
本低于Tb-Dy-Fe( Terfenol),所以众多的研究者认为其多晶FeCa合金薄带,其入值更是高达-1300x10-°。
是一种很有应用前景的功能材料。纯Fe的λ偵只有但是,影响FeCa合金磁致伸缔性能的因素,不仅仅局
20x10-左右,但是随着Ga的加入,入值有了明显的限于上述两个因素,还有添加第三组元,以及压
提高,但是不同含量的Ga,其A值有很大的区别。力、温度?、应力等等
Clak等研究了单晶<100>取向不同Ga含量的
因为在室温时,Ga在Fe中的平衡固溶度仅为
FeGa合金。根据他的研究,Ca含量在19和27(a%)11%,而在1037℃时可以达到36%,同时,不同的退
时,A值有两个极大值。而对于多品取向的FeGa合火处理会引起合金中相结构、物相的変化,以及多晶
金,韩志勇等?通过研究发现,在Ga含量为17(at%)取向的改变2。因此,本文对铸态 Fe. Ga12多品合
时,饱和磁致仲缩系数最大。另外,FeGa合金的晶粒金,进行1100℃保温1h处理,并再选取不同温度进
取向也是影响入值的一个因素,<100>是其具有最大行退火处理,以期望使得合金成分均匀、性能得到
磁致仲缩的方向。对于多品Fe(Ga合金,<100>方改善。
收稿日期:2016-12-08
试验材料及方法
基金项目:四川省教育厅重大培育项目(137C000);西华大学研究生创
新基金(yei2016038);四川省特种材料及制备技术重点实验卒开放基
用市售的高纯度(99.99%)铁棒和镓为原材料,
金(s4i2013-037)
按照 Fe. Ga(at%)进行配料,然后将其在真空感应
作者简介张煜(1992-),男,硕土研究生,主要研究方向:金属磁性熔烁炉中反复熔烁两次。为了方便对合金进行下一步
材料,E-mail:325906424@qq.com。通讯作者:周廷栋,教授,博士,主要
的热处理过程,将真空熔炼后的合金分取6个小的块
从事磁性功能材料的研究,联系电话:028-87726517,F-mail: should@
状试样,其中的5个试样分别在真空管式炉(贝意克
DOI:10.13251/j.isSn,0254-6051,2017.08,001
BTF-1100C)中进行热处理,其工艺曲线如图1所示
方方数据